con diều và franklin

Vào một ngày hè năm 1752 (ngày 10/6), Benjamin Franklin đã tiến hành một thí nghiệm với các đám mây tích điện. Ông thả một cái diều tự tạo trong một cơn giông. Cái diều may từ vải lụa gắn trên một khung chữ thập bằng gỗ, với một sợi dây sắt dài chừng một foot thò ra phía trên cái diều. Một cái khóa buộc với đầu của dây kim loại nối với cái diều và đầu kia của khóa buộc với dải ruy băng bằng lụa mà Benjamin giữ trong tay trong khi thả diều. Một tia sét đánh vào sợi dây diều và truyền xuống khóa gây ra một tia lửa điện. Điều này chứng tỏ rằng sét là dòng điện phát sinh từ các đám mây có thể dẫn xuống đất. Đã có một thời những tòa nhà cao tầng bị phá hỏng khá thường xuyên bởi tia sét. Và Benjamin Franklin đã phát minh ra cột thu lôi bảo vệ cho các tòa nhà.

Đó là câu chuyện thường hay được sách vở kể lại. Tuy nhiên, xung quanh câu chuyện lí thú này, có nhiều quan điểm khác nhau. Sau đây, chúng tôi trích giới thiệu với bạn một vài ý kiến trong số đó. Đây là bài viết trích từ ToEScience.

Có lẽ thí nghiệm nổi tiếng nhất với tia sét là thí nghiệm của Benjamin Franklin và cái diều nổi tiếng của ông.

Cái Franklin đang nghiên cứu là xem sét có phải là một hiện tượng điện hay không. Điều này dường như khá hiển nhiên đối với đa số chúng ta ngày nay, nhưng chúng ta phải nhớ rằng vào thời đại của Franklin, những tia lửa điện lớn nhất mà họ có thể tạo ra dài chưa tới 1 inch! Vì tia sét dài đến vài ba dặm nên không rõ là chúng có cùng bản chất hay không.

Câu hỏi thường hay đặt ra là không biết Franklin có thật sự tiến hành thí nghiệm này hay không, và câu trả lời là chúng ta không biết chắc cho lắm. Tuy nhiên, có một thứ là chắc chắn: nếu ông đã tiến hành một thí nghiệm như thế này, thì ông đã không thực hiện nó theo kiểu như người ta thường nói. Nghĩa là, ông đã không buộc một cái chìa khóa vào sợi dây diều, thả nó lên trong một cơn giông, và chờ cho đến khi nó bị sét đánh trúng! Một thí nghiệm như thế sẽ rất kịch tính và khá mạo hiểm.

Tuy nhiên, có những cách an toàn tiến hành những cái tương tự, và Franklin, trong nhiều tác phẩm đa dạng của ông, trình bày rằng ông nhận thức khá rõ cả về sự nguy hiểm và những phương án lựa chọn khác.

Franklin nhận ra rằng nếu sét là điện, thì nó phải là một lượng lớn vật liệu, và nó phải cần thời gian dài để tích góp trong cơn giông. Do đó, ông đề xuất, thả cái diều ngay đầu cơn giông trước tia sét tiến gần đến bạn.

Ông đã có vài biến thể làm thế nào chỉ rõ điện có mặt – bạn có thể thấy các tia lửa điện từ cái khóa buộc vào sợi dây, hoặc bạn có thể gắn sợi dây đó với một chai Leyden, một loại dụng cụ tích góp điện (một tụ điện). Nếu cái chai rỗng trước khi thả cái diều và tích đầy điện sau đó thì đó là một bằng chứng tốt cho thấy các đám mây giông có chứa điện.

Trong thí nghiệm chứng minh của chúng tôi, cái diều được thả lơ lửng từ một thanh plastic (vì không có gió). Sợi dây nối xuống vào một cái chai (không phải chai Leyden), trong đó nó gắn với một cái khóa. Dưới cái khóa là một khe trống 1-2 inch trước một quả cầu kim loại nối đất.

Chú ý trong hình ở trên (chụp với cỗ máy đang chạy, nhưng không đủ mạnh để tạo ra tia lửa điện), cái đuôi diều bị hút về phía vòm của máy phát. Đây là một thí dụ của lực hút tĩnh điện – cái làm cho quần áo của bạn dính vào nhau trong máy sấy quần áo. Cũng lưu ý là có một tia lửa điện nhảy giữa cái khóa và quả cầu bên trong chai.

Còn có một hiệu ứng khác chúng tôi chứng minh bằng cái diều của mình, nhưng nó quá yếu để chụp ảnh dễ dàng. Nó được gọi là Dây Thánh Elmo, hay, với các nhà khoa học, là điện hoa. Nó xuất hiện dạng một lóe sáng màu tía nhạt xung quanh rìa của cái diều, và được trông thấy ở cột buồm và dây chằng bởi các thủy thủ trên những con tàu buôn bằng gỗ cũ kĩ.

Với các thủy thủ, họ đặt tên cho nó theo tên thánh đỡ đầu của họ, đó là một dấu hiệu được bảo vệ, nhưng bạn có thể thấy trong bức ảnh này nó chẳng bảo vệ cái diều được bao nhiêu! Thật ra, nó là dấu hiệu của một mối hiểm họa lớn. Vậy làm thế nào các thủy thủ lại có kinh nghiệm sai lầm như thế?

Nguyên do có thể là toàn bộ thủy thủ trong cơn giông đều thấy điện hoa, nhưng chỉ những người có con tàu không bị đánh trúng và bị phá hủy mới còn sống sót để kể cho mọi người nghe về nó!