Ο Βενιαμίν Φραγκλίνος. Το πείραμα με τον χαρταετό και τον κεραυνό

Ο Βενιαμίν Φραγκλίνος και το διάσημο πείραμα με τον χαρταετό. Με ένα χαρταετό απέδειξε ότι ο κεραυνός δεν είναι τίποτα άλλο από στατικός ηλεκτρισμός.

Τα γενικά χαρακτηριστικά του χαρταετού

Ο Χαρταετός είναι μια ελαφριά κατασκευή σκοπός της οποίας είναι να πετά με τη βοήθεια του αέρα. Ο χαρταετός κρατιέται από αυτόν που τον πετά μέσω της καλούμπας, ενός λεπτού σχοινιού.

Η συνήθεια του πετάγματος χαρταετού προέρχεται πιθανότατα από την Κίνα. Είναι δημοφιλής σήμερα στην Κίνα, στην Ιαπωνία, στην Ινδία, στην Ταϊλάνδη και στο Αφγανιστάν.

Στην Ελλάδα το πέταγμα του χαρταετού είναι μέρος των εθίμων της Καθαράς Δευτέρας και συγκεκριμένα του υπαίθριου εορτασμού της – τα λεγόμενα κούλουμα.

Ο σκελετός των χαρταετών κατασκευάζεται είτε από ελαφρύ ξύλο είτε από πλαστικό, ενώ το μέρος που φέρνει αντίσταση στον αέρα από πλαστικό φύλλο ή χαρτί.

Σημαντικά σημεία του χαρταετού για επιτυχημένο πέταγμα είναι:

Οι χαρταετοί φτιάχνονται σε τεράστια ποικιλία σχημάτων. Παραδοσιακό σχήμα στην Ελλάδα είναι αυτό με τον εξάγωνο σκελετό.

Ο Βενιαμίν Φραγκλίνος και το διάσημο πείραμα με τον χαρταετό

Στα μέσα του Ιούνη του 1752 ο πολιτικός και επιστήμονας Βενιαμίν Φραγκλίνος (17 Ιανουαρίου 1706 – 17 Απριλίου 1790), ένας από τους εθνοπατέρες των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής, πέταξε το διασημότερο χαρταετό στην ιστορία της ανθρωπότητας: αυτόν με τον οποίο απέδειξε ότι ο κεραυνός δεν είναι τίποτα άλλο από στατικός ηλεκτρισμός.

Ο διακεκριμένος ήδη πολιτικός, συγγραφέας και επιστήμονας είχε ιδιαίτερο πάθος με τις φυσικές επιστήμες. Το 1743 ήταν μάρτυρας του πειράματος του Γκραίυ με το ηλεκτρισμένο αγόρι που κρεμόταν από μεταξωτά σκοινιά και αργότερα διηγήθηκε ότι του δημιουργήθηκε η εντύπωση πως «ένα είδος φωτιάς διαχεόταν σε ολόκληρο το χώρο».

Δυο χρόνια αργότερα προκάλεσαν αίσθηση τα δημοσιεύματα για τα ηλεκτρικά πειράματα που είχαν λάβει χώρα στη Γερμανία, κάτι το οποίο είναι πιθανόν να ώθησε τον Φραγκλίνο ακόμα περισσότερο στην προσεκτική μελέτη και τη διεξαγωγή πειραμάτων με ηλεκτρισμό.

Το 1747 ανακοίνωσε την ιδιότητα αιχμηρών αγωγών να «σύρουν προς τα έξω και να αφαιρούν το ηλεκτρικό πυρ». Προφανώς επρόκειτο για ακίδες σε ηλεκτροστατικό πεδίο, γύρω από τις οποίες το πεδίο είναι ιδιαίτερα ισχυρό κι έτσι προκαλείται σπινθήρας εφόσον έχουν γειωθεί, όπως γνωρίζουμε σήμερα.

Από τον σπινθήρα στο σκοτεινό δωμάτιο ο Φραγκλίνος συμπέρανε ότι κάτι αντίστοιχο πρέπει να συμβαίνει και με τον κεραυνό στον ουρανό. Το 1749 άρχισε πειράματα με αστραπές και το 1752 πραγματοποίησε το θρυλικό πείραμά του με το χαρταετό (πείραμα με τον χαρταετό).

Ο αετός αυτός είχε στο πλαίσιό του στερεωμένο ένα σύρμα που συνδεόταν μέσω βρεγμένου σπάγκου με ένα κλειδί πόρτας, το οποίο κρατούσε ο Φραγκλίνος με μια μεταξωτή κορδέλα.

Ο ίδιος περιέγραψε αναλυτικά το πείραμά του, προκειμένου να αποφευχθούν οι θανατηφόρες ηλεκτροπληξίες, που δεν έλειπαν από τα πειράματα για τον ηλεκτρισμό:

Η σύμφυση του ηλεκτρισμού και του κεραυνού

«Στην άκρη του κάθετου ξύλου (του αετού) πρέπει να στηριχτεί ένα μεταλλικό έλασμα πολύ μυτερό, που να ξεπερνά το ξύλο κατά ένα πόδι. Στην άκρη του σπάγκου, κοντά στο χέρι, πρέπει να δεθεί μια μεταξωτή κορδέλα. Στο σημείο του κόμπου που συνδέει τον σπάγκο με την κορδέλα, πρέπει να τοποθετήσουμε ένα κλειδί.

«Πετάμε» τον αετό, όταν βλέπουμε να έρχονται τα σύννεφα της καταιγίδας. Ο άνθρωπος που κρατάει τον σπάγκο πρέπει να βρίσκεται κάτω από το περβάζι μιας πόρτας ή ενός παραθύρου, ή να καλύπτεται με οποιονδήποτε τρόπο ώστε να μείνει στεγνή η μεταξωτή κορδέλα.

Πρέπει, επίσης, να προσέξει να μην ακουμπήσει την πόρτα ή το παράθυρο. Μόλις φτάσει πάνω από τον χαρταετό το πρώτο σύννεφο, το μυτερό έλασμα τραβάει την ηλεκτρική φωτιά απ’ αυτό, και έτσι ηλεκτρίζεται η όλη διάταξη. 

Οι ελεύθερες ίνες του σπάγκου τεντώνονται προς όλες τις κατευθύνσεις, και έλκονται αν πλησιάσουμε το δάκτυλο μας. Όταν η βροχή διαβρέξει τον χαρταετό και τον σπάγκο, έτσι που να μπορεί να άγει ελεύθερα την ηλεκτρική φωτιά, θα διαπιστώσετε ότι αυτή ρέει ελεύθερα από το κλειδί προς το χέρι σας.

Στο κλειδί φορτίζεται το φιαλίδιο (μια πρώιμη μορφή πυκνωτή), οπότε μπορούμε να πάρουμε ηλεκτρική φωτιά που θα κάψει τα πνεύματα ή θα μας επιτρέψει να κάνουμε οποιοδήποτε από τα πειράματα του ηλεκτρισμού τα οποία εκτελούνται συνήθως με τη βοήθεια μιας σφαίρας ή ενός κυλίνδρου που τρίβουμε. 

Έτσι, λοιπόν, αποδεικνύεται η σύμφυση του ηλεκτρισμού και του κεραυνού». Την ίδια χρονιά ο L. Lemonnier, επαναλαμβάνοντας το πείραμα του Φραγκλίνου, διαπίστωσε ότι ακόμη και σε μια ανέφελη και καθαρή ημέρα ο αέρας είναι ηλεκτρικά φορτισμένος.

Αργότερα, το 19ο αιώνα, έγινε σημαντική πρόοδος στην κατανόηση των ιδιοτήτων της αστραπής όταν εφευρέθηκαν η φωτογραφία και τα φασματοσκοπικά εργαλεία. Πηγές : Άρθου tvxs.gr & video Ελενη Ρηγοπουλου