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富蘭克林的風箏實驗

小時候我們的語文課本里是否有一篇關於「富蘭克林的風箏實驗」這篇文章呢?你是否也好奇試想著去嘗試做這個實驗呢?如果你做了並且成功了,那麼恭喜你,你肯定看不到這篇文章了!如果你沒做,那麼也恭喜你,你還活著!!!

傳   言

富蘭克林曾經與雷電有親密接觸。據說他將一把銅鑰匙,系在風箏線的末端。風箏升入雷雨雲層,閃電在風箏附近閃爍,雷聲隆隆。一道閃電掠過,風箏線上有一小段直立起來,像被一種看不見的力移動著。富蘭克林突然覺得他的手有麻木的感覺,就把手指靠近銅鑰匙,頃刻之間,銅鑰匙上射出一串火花。富蘭克林大叫一聲,趕緊把手遠離了鑰匙。他喊到:「威廉!我受到電擊了!現在可以證明,閃電就是電」。

真   相

富蘭克林是第一個提出用實驗來證明天空中的閃電就是電的的科學家,那是在1750年。但是第一個付諸於實踐的卻是法國科學家——他像圖中那樣觀察到了鐵棒上的火花,不過沒有用身體近距離去碰鐵棒。此後,還有一些研究者也做了類似的實驗。在俄羅斯有一位物理學家在模仿這個實驗時,因為操作不慎被雷電擊死。

閃電的的平均電流是3萬安培,最大電流可達30萬安培。閃電的電壓很高,約為1億至10億伏特。一個中等強度雷暴的功率可達一千萬瓦,相當於一座小型核電站的輸出功率。放電過程中,由於閃電通道中溫度驟增,使空氣體積急劇膨脹,從而產生衝擊波,導致強烈的雷鳴。

如果雲層上的電荷聚集越來越多,和地面之間形成的電壓越來越大,最後它們擊穿十幾千米厚的空氣,形成一條到達地面的導電通道,釋放巨大的能量,這就產生了雷電。如果這條通道正好途經某個人的身體,放電電流會很大,數量級達到幾十千安甚至百千安以上。那麼大的電流流過受害者的軀體,首先傷害的是受害者的大腦和心臟。因為幾毫安的電流就足以使人類的心臟發生心室纖維性顫動、停搏。雷電流也會致使呼吸系統麻痹而停止呼吸,從而致人喪命。此外,雷電流的極大的機械效應足以撕裂受害者的皮膚和肌肉,而強烈的熱效應也足以燒焦受害者的軀體。這種雷擊事故稱為「直接雷擊」。遭受直接雷擊的人十有八九會死亡,即使沒有死亡也會重度受傷。如果這條導電通道沒有直接通過人體,相隔一段距離,比如擊中了附近的一棵樹,人體仍然有可能因為感應的電流而觸電,稱為「感應雷擊」。感應雷擊有時會比較弱,被擊中者無大礙,受雷擊大難不死的幸運兒大多數是這種情況。

如果按照故事中的情節,風箏被雷電擊中,雷電電流順著風箏線一直到鑰匙,富蘭克林的手指與鑰匙之間距離很近,而且之間產生了明亮火花。富蘭克林這樣直接被雷擊擊中,絕不可能安然無恙。



富蘭克林的風箏實驗

作者寫於2016-05-09
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