Эксперимент Франклина с воздушным змеем

Эксперимент Франклина с воздушным змеем — научный эксперимент, в ходе которого воздушный змей с заострённым проводящим проводом, прикреплённым к его вершине, запускают вблизи грозовых облаков.

Осуществляется чтобы собрать статическое электричество из воздуха и провести его по мокрой верёвке змея на землю. Впервые этот эксперимент был предложен в 1752 году Бенджамином Франклином, который, как сообщается, проводил эксперимент с помощью своего сына Уильяма. Целью эксперимента было изучение природы молнии и электричества, которые ещё не были изучены. В сочетании с дальнейшими экспериментами на земле эксперимент с воздушным змеем продемонстрировал, что молния и электричество являются результатом одного и того же явления.

Предыстория

Предположения Жана-Антуана Нолле привели к тому, что вопрос об электрической природе молнии был выдвинут в качестве призового вопроса в Бордо в 1749 году. В 1750 году это стало предметом общественного обсуждения во Франции, когда диссертация Дени Барберета получила премию в Бордо. Барберет предложил причину, соответствующую трибоэлектрическому эффекту. В том же году Франклин изменил свой прежний скептицизм по поводу притяжения электрической молнии к высоким точкам. В том же году физик Жак де Рома также написал мемуар с похожими идеями и позже заявил, что они не зависят от идей Франклина.

Эксперименты с громоотводом

В 1752 году Франклин предложил провести эксперимент с проводящими стержнями, чтобы привлечь молнию к лейденской банке, ранней форме конденсатора. Такой эксперимент был проведён в мае 1752 года в Марли-ла-Виль на севере ФранцииТома-Франсуа Далибаром. Попытка повторить эксперимент привела к гибели Георга Вильгельма Рихмана в Санкт-Петербурге в августе 1753 года; считалось, что он стал жертвой шаровой молнии. Говорят, что сам Франклин провёл эксперимент в июне 1752 года, предположительно на вершине шпиля церкви Христа в Филадельфии. Однако шпиль в церкви Христа появился только в 1754 году.

Ход эксперимента

Согласно отчету Джозефа Пристли, эксперимент Франклина с воздушным змеем был проведен в Филадельфии в июне 1752 года. Франклин описал эксперимент в Pennsylvania Gazette от 19 октября 1752 г., не упомянув, что он его проводил. Отчет был прочитан Королевскому обществу 21 декабря и напечатан как таковой в Philosophical Transactions. Более полное описание эксперимента Франклина было дано Пристли в 1767 году, который, предположительно, узнал подробности непосредственно от Франклина, находившегося в Лондоне, когда Пристли писал книгу.

Согласно отчёту Пристли за 1767 год, Франклин осознал опасность использования проводящих стержней и вместо этого использовал проводимость влажной пеньковой верёвки, прикреплённой к воздушному змею. В результате он смог оставаться на земле и позволить своему сыну запускать змея из-под навеса неподалёку. Это позволило Франклину и его сыну сохранить шёлковую верёвку змея сухой, чтобы изолировать её, в то время как пеньковая верёвка змея намокала под дождём, обеспечивая проводимость. К пеньковой верёвке был привязан ключ от дома, соединённый с лейденской банкой; к ней была привязана шёлковая верёвка. «С помощью этого ключа он заряжал сосуды и с помощью полученного таким образом электрического огня разжигал спирт и проводил все остальные электрические эксперименты, которые обычно демонстрируются с помощью возбуждённого шара или трубки». Вопреки распространённому мнению, в воздушного змея не попала видимая молния; в противном случае Франклин почти наверняка погиб бы. Однако Франклин заметил, что свободные нити верёвки воздушного змея отталкиваются друг от друга, и сделал вывод, что лейденская банка заряжается. Он поднёс руку к ключу и увидел электрическую искру,  которая доказала электрическую природу молнии.