Benjamin Franklin en de bliksem | the Quantum Universe (2023)

Benjamin Franklin en de bliksem | the Quantum Universe (1)

Afbeelding 1. Benjaming Franklin en de bliksem.Schilderij van Benjamin West (ca. 1816), te zien in het Philadelphia Museum of Art.

Elektriciteit in opkomst

In de 18e eeuw was al bekend dat wrijving kan leiden tot de opbouw van elektrische lading. Het woord ‘elektriciteit’ is afgeleid van ἤλεκτρον, oftewel ‘elektron’, het Griekse woord voor barnsteen. Barnsteen, een soort versteende hars, krijgt namelijk een elektrische lading door middel van wrijving. Dit principe werd al gebruikt in diverse soorten elektriseermachines, en in publieke demonstraties van dit mysterieuze fenomeen. De Duitser Georg Matthias Bose, een van de grondleggers van het onderzoek naar elektriciteit, had bijvoorbeeld de beroemde demonstratie ‘de elektrische kus’. Hierbij werd een aantrekkelijke vrouw, staand op een isolerend platform, elektrisch geladen door een elektriseermachine. Mannen in het publiek werden uitgedaagd om haar een kus te geven. Zodra ze dicht bij haar wang kwamen, kregen ze een elektrische schok!

Behalve zulke physique amusante, werd er in de 18e eeuw ook meer serieus onderzoek gedaan naar elektriciteit. Ook in Nederland werd belangrijk onderzoek verricht. Zo werd in 1746 in Leiden een eerste soort condensator ontworpen door Pieter van Musschenbroeck en Andreas Cunaeus: de zogeheten Leidse fles, te zien in afbeelding 2. Een soortgelijke methode om elektrische lading op te slaan, was overigens al een jaar eerder onafhankelijk uitgevonden door de Pruisische Duitser Ewald Georg von Kleist, maar dit was nog niet internationaal bekend. In de Leidse fles wordt de elektrische energie van een elektriseermachine opgeslagen in het ladingsverschil tussen het water in een glazen fles, en de hand die de fles aan de buitenkant vasthoudt. Toen Cunnaeus, die in het oorspronkelijke experiment de fles vasthield, de draad naar het water aanraakte nadat de fles was opgeladen, kreeg hij een grote elektrische schok. Hij had een elektrisch circuit gemaakt tussen het negatief geladen water in de fles en zijn positief geladen lichaam. Hij moest vervolgens wel twee dagen bijkomen van de schok, die veel groter was dan de elektriseermachine zonder opslagmethode had kunnen geven. En niet alleen Cunnaeus, maar de hele wetenschappelijke wereld was geschokt!

Benjamin Franklin en de bliksem | the Quantum Universe (2)

(Video) Theory of Relativity, Week 6 Lecture, 4th of Dec 2018

Afbeelding 2. Het experiment van de Leidse fles.Afbeelding: Laplante, 19e eeuw.

Benjamin Franklin en bliksem

De Amerikaan Benjamin Franklin (1706-1790) was geïntrigeerd door de elektrische experimenten die de Europese wetenschappers verrichtten, en begon zelf met experimenteren in 1746. Al snel maakte hij baanbrekende observaties. Zo was hij de eerste, in 1747, die het over positieve en negatieve lading had in plaats van ‘glasachtige’ en ‘harsachtige’. In 1749 beschreef hij in een brief aan zijn Engelse collega-wetenschapper en vriend Peter Collins een primitieve soort elektrische batterij, hoewel hij naar eigen zeggen niet wist waar die goed voor zou zijn.

Ook had Franklin in 1749 al opgemerkt dat elektrische vonken veel overeenkomsten hebben met bliksemschichten. Hij was niet de eerste wetenschapper aan wie dit was opgevallen, maar wel de eerste die dit verschijnsel serieus wilde onderzoeken. Hoewel Franklin bekend staat vanwege zijn vliegerexperiment, was zijn eerste voorstel om de relatie tussen bliksem en elektriciteit te testen om een lange ijzeren staaf die hoog de lucht in steekt op een isolerend platform te installeren. Hierbij kan een persoon, die naast het platform staat, een geaarde draad dicht bij de staaf houden met behulp van kaarsvet dat de persoon van de draad zou moeten isoleren. Als een elektrisch geladen onweerswolk voorbij zou komen, verwachtte Franklin dat de ijzeren staaf de elektrische lading aan zou trekken, en via de draad zou kunnen ontladen tot de grond.

In mei 1752, iets minder dan twee jaar na Franklins voorstel, werd het bovenstaande experiment succesvol uitgevoerd door de Fransman Thomas-François D’Alibard. Er werden tijdens een storm vonken gezien tussen de staaf en de draad, dus inderdaad: bliksem was een elektrisch fenomeen! Hetzelfde experiment werd daarna succesvol herhaald in Engeland en België. Iedereen, inclusief Franklin, had echter het gevaar van dit experiment onderschat: in 1753 kwam de wetenschapper Georg Wilhelm Richmann om het leven toen de ijzeren staaf in zijn experiment geraakt werd door bliksem.

Benjamin Franklin en de bliksem | the Quantum Universe (3)

Afbeelding 3. Bliksemafleiders.Links: de dood van G.W. Richmann tijdens het uitvoeren van Franklins staaf-experiment. Rechts: hedendaagse bliksemafleiders op het dak van de Grote Kerk in Deventer. Afbeeldingen via Wikipedia (auteur onbekend / Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed).

Met dit experiment was Franklin ook de uitvinder van de bliksemafleider. Hij had het inzicht dat elektriciteit, en dus ook bliksem, het scherpe uiteinde van een metalen staaf opzoekt. Door hoge gebouwen uit te rusten met een scherpe metalen piek, die geaard is zodat de lading kan ontsnappen, wordt schade aan deze gebouwen vermeden. Tot vandaag de dag worden hogere torens altijd uitgerust met een bliksemafleider.

En die vlieger dan?

In oktober 1752 schreef Franklin naar het blad The Philadelphia Gazette dat, hoewel zijn eerdere voorstel succesvol was uitgevoerd in Europa, er in Philadelphia al een veel eenvoudiger experiment met een vlieger was gedaan. Hij vermeldde niet expliciet dat hij het experiment zelf had uitgevoerd, en ook niet of hij het zelf bedacht had. Pas vijftien jaar later schreef Joseph Priestley, die de details direct van Franklin zou hebben gekregen, een vol verslag van Franklins vliegerexperiment.

Het experiment werkte als volgt. Maak een vlieger met daaraan een uitstekende metalen draad, die de elektriciteit in de lucht aan zal trekken. Bind onderaan het vliegerdraad een stuk zijden koord. Door onder een afdak te staan en het zijden koord droog te houden en alleen het koord aan te raken, zou de vliegeraar geïsoleerd moeten zijn van de vlieger. Door een sleutel aan het vliegertouw te binden, en deze te verbinden met een Leidse fles, kon elektriciteit uit de wolken opgeslagen worden.

Tijdens een storm op 15 juni 1752 zouden Franklin en zijn zoon naar buiten zijn gegaan met hun vlieger. Voordat het begon te regenen, zou Franklin losse draadjes in het vliegertouw rechtop hebben zien staan, een indicatie van statische elektriciteit. Toen het vliegertouw eenmaal was natgeregend zodat het geleidde, en Franklin zijn hand dicht bij de sleutel hield, zou hij een elektrische vonk tussen de twee hebben gezien – en gevoeld. Met de opgeslagen lading in de Leidse fles, zou Franklin enkele standaard elektrische experimenten hebben uitgevoerd. De storm was de enige mogelijke bron van de elektrische lading, dus was het duidelijk bewezen: bliksem is een elektrisch fenomeen!

Benjamin Franklin en de bliksem | the Quantum Universe (4)

Afbeelding 4. Franklins vliegerexperimentAfbeelding via cpwv.org

Of Franklin dit experiment echt zelf heeft uitgevoerd, zullen we nooit met zekerheid kunnen zeggen. Wel weten we dat de vlieger nooit direct geraakt kan zijn door de bliksem, want dat had hij nooit overleefd! Toevallig was de Fransman Jacques de Romas rond dezelfde tijd bezig met zijn eigen vliegerexperimenten. Of deze voor of na Franklins mogelijke vliegerexperiment hebben plaatsgenomen, en of de twee van elkaars experimenten afwisten, is onduidelijk.

De werking van bliksem

De geschiedenis van het bewijs dat bliksem een elektrisch fenomeen is is lang en interessant, maar er ligt natuurlijk ook nog een natuurkundige vraag achter: hoe werkt bliksem precies?

In het middelhoge deel van onweerswolken is het normaal zo’n -15 tot -25 graden Celsius, en bestaat er een opwaartse luchtstroom. Kleine waterdruppels en sneeuwvlokken worden hiermee ophoog geduwd, terwijl de (zwaardere) hagel in de wolk juist daalt. Bij botsingen tussen de twee worden de sneeuwvlokken positief geladen en de hagel negatief geladen. Zo wordt de top van de wolk netto positief geladen, en het middelste en onderste gedeelte netto negatief. Net zoals een condensator of een Leidse fles wil de wolk nu graag ontladen. Als het ladingsverschil tussen de onderkant van de wolk en het aardoppervlak groot genoeg is, ontstaat een bliksemschicht. De meeste ontlading gebeurt echter op hetzelfde moment binnen de wolk zelf of tussen wolken in. Dit werkt op precies dezelfde manier als het ontladen van een condensator! In de video hieronder wordt dit proces verder uitgelegd.

FAQs

What did Ben Franklin kite experiment prove? ›

Franklin's experiment demonstrated the connection between lightning and electricity. To dispel another myth, Franklin's kite was not struck by lightning. If it had been, he probably would have been electrocuted, experts say. Instead, the kite picked up the ambient electrical charge from the storm.

What are Benjamin Franklin's 13 virtues? ›

Then he considered various virtues that, if mastered, would counteract his unwanted behavior. His list of 13: Temperance, Silence, Order, Resolution, Frugality, Industry, Sincerity, Justice, Moderation, Cleanliness, Tranquility, Chastity and Humility. Thirteen wasn't a nod to the original colonies, nor was it random.

What is the main idea of the autobiography of Benjamin Franklin? ›

The Autobiography of Benjamin Franklin is concerned with memory. The whole idea of writing your life story is sharing that memory with readers. Franklin's autobiography is a work of memory, a "recollection." He shows us how his past made him into the author writing in his present.

What was Franklin's message? ›

Franklin's 'Join or Die' cartoon was so effective it rallied the colonies and influenced politics throughout two wars. Benjamin Franklin's warning to the British colonies in America: "JOIN, or DIE." Anyone on social media knows the power of memes to influence others' views.

What are 5 famous quotes? ›

Quotes by Famous People
  • The greatest glory in living lies not in never falling, but in rising every time we fall. - ...
  • The way to get started is to quit talking and begin doing. - ...
  • Your time is limited, so don't waste it living someone else's life. ...
  • If life were predictable it would cease to be life, and be without flavor. -
Jan 2, 2023

How did Benjamin Franklin prove that lightning was electricity? ›

On June 10, 1752, Benjamin Franklin was said to have flown a kite during a thunderstorm to collect ambient electrical charge in a Leyden jar, enabling him to demonstrate the connection between lightning and electricity.

Did Ben Franklin really fly a kite to discover electricity? ›

Contrary to popular myths, Franklin didn't conduct the experiment to prove the existence of electricity. In addition, it's very unlikely that lightning struck a key while Franklin was flying a kite—because if it had, Franklin probably would have died.

What did Ben Franklin discover? ›

He invented:

Lightning rod (1750) Flexible catheter (1752) 24-hour, three-wheel clock that was much simpler than other designs of the day (1757) Glass armonica, a simple musical instrument made of spinning glass (1762)

What are the 3 most important moral virtues? ›

Moral virtues are exemplified by courage, temperance, and liberality; the key intellectual virtues are wisdom, which governs ethical behaviour, and understanding, which is expressed in scientific endeavour and contemplation.

What are the four 4 moral virtues? ›

Plato is usually credited with describing what later came to be known as the 'cardinal virtues',* designated as such from the Latin word cardo which means 'hinge'. The four virtues named here, prudence, justice, fortitude and temperance, are said to 'turn around the whole of a virtuous life'.

What was Benjamin Franklin's last great quote? ›

I have the Honor to be with the greatest Esteem and Respect Sir, Your most obedient and most humble Servant,” Franklin said in his last letter. While the concept of a “death and taxes” quote existed before Franklin, the publication of his papers in 1817 made the proverb a staple in American popular culture.

What does Benjamin Franklin teach us? ›

Protect your time, it can never be replaced, it can never be replenished, your time is your life. "Being ignorant is not so much a shame, as being unwilling to learn." Benjamin Franklin said, “He that won't be counseled can't be helped.” Always be open to learning. You can learn from anyone, and from any situation.

What was Ben Franklin's best idea? ›

Ben Franklin's best inventions and innovations
  • Invention: The Franklin stove (1742). ...
  • Invention: The lightning rod (circa 1753). ...
  • Invention or innovation: Bifocals (date unconfirmed). ...
  • Invention or innovation: The flexible catheter (1752). ...
  • Invention: Key words to describe electricity.
Jan 17, 2022

What is Franklin's main purpose in making this speech? ›

The purpose of Ben Franklin's speech at the Constitutional Convention was to explain that he did not support the Constitution in its current state, but he was willing to wait and help better the document until he fully supported it.

What is the main point of Benjamin Franklin's speech in the convention? ›

What is the main point of Benjamin Franklin's Speech in the Convention? The Constitutional Convention should support the Constitution because the document is as good as it is likely to be.

What is Franklin's proposal? ›

Benjamin Franklin envisioned a colonies-wide society for the discussion and promotion of science, modelled after the Royal Society of London. To announce his plan, he published a broadside in 1743 titled A Proposal for Promoting Useful Knowledge among the British Plantations in America.

What is the most inspiring quote ever? ›

What is the most inspiring quote ever?
  • “Our greatest glory is not in never falling, but in rising every time we fall” – Confucius.
  • “Magic is believing in yourself. ...
  • “All our dreams can come true, if we have the courage to pursue them” – Walt Disney.
  • “The real test is not whether you avoid this failure…
Aug 19, 2021

What are some 3 word quotes? ›

110 Memorable Three-Word Quotes That Are Short And Sweet
  • “I'll be there.”
  • “I love you.”
  • “Maybe you're right.”
  • “I trust you.”
  • “Go for it.”
  • “Got your back.”
  • “How are you?”
  • “I want you.”
Mar 21, 2022

What was Benjamin Franklin theory of electricity? ›

Franklin's “one fluid” theory held that electricity flowed within and between objects – excess fluid making some objects positive and a dearth of fluid making others negative. Charge could be moved around but not created or destroyed.

Who proved that the lightning in the sky was electricity? ›

However, Franklin did notice that loose threads of the kite string were repelling each other and deduced that the Leyden jar was being charged. He moved his hand near the key and observed an electric spark, proving the electric nature of lightning.

What did Benjamin Franklin think electricity? ›

His idea was about electricity and lightning. Franklin noticed several similarities between the two: They both created light, made loud crashes when they exploded, were attracted to metal, had a particular smell, and more. Based on these observations, Franklin thought electricity and lightning were the same thing.

Who really invented electricity? ›

Electricity

Who did Benjamin Franklin steal electricity from? ›

In the eighteenth century, static electricity was already a subject of study for several scientists, and Franklin became interested in it in the 1740s thanks to a gift from his friend, the English botanist Peter Collinson: a simple glass tube that was given an electric charge upon being rubbed.

Why is Benjamin Franklin on the $100 bill? ›

He was the only founding father to have signed the three most important documents that led to Independence: Treaty of Alliance with France, Treaty of Paris and the Declaration of Independence. He was also one of the signers of the Constitution.

What did Benjamin Franklin do to change the world? ›

He Changed the World with The Power of His Pen

He was directly involved with editing the Declaration of Independence, was a trusted voice at the Constitutional Convention, which led to the United States Constitution, and was integral to writing the Treaty of Paris, which officially ended the Revolutionary War.

What did Benjamin Franklin discover in physics? ›

Among his many insights was the idea that electrical charge is conserved. He coined a number of new words, including “battery,” which he used to describe a set of linked capacitors, and invented the lightning rod and other devices.

What is the most famous line of all time? ›

Famous Movie Quotes
  • “ May the Force be with you.” - Star Wars, 1977.
  • “ There's no place like home.” - The Wizard of Oz, 1939.
  • “ I'm the king of the world!” - ...
  • “ Carpe diem. ...
  • “ Elementary, my dear Watson.” - ...
  • “ It's alive! ...
  • “ My mama always said life was like a box of chocolates. ...
  • “ I'll be back.” -
Sep 21, 2018

What is the most popular quote of all time? ›

10 most famous quotes of all time
  • "I have a dream." - Martin Luther King Jr.
  • "The greatest glory in living lies not in never falling, but in rising every time we fall." - ...
  • "The way to get started is to quit talking and begin doing." - ...
  • "So we beat on, boats against the current, borne back ceaselessly into the past." -
May 20, 2022

Top Articles
Latest Posts
Article information

Author: Maia Crooks Jr

Last Updated: 12/09/2022

Views: 5672

Rating: 4.2 / 5 (43 voted)

Reviews: 82% of readers found this page helpful

Author information

Name: Maia Crooks Jr

Birthday: 1997-09-21

Address: 93119 Joseph Street, Peggyfurt, NC 11582

Phone: +2983088926881

Job: Principal Design Liaison

Hobby: Web surfing, Skiing, role-playing games, Sketching, Polo, Sewing, Genealogy

Introduction: My name is Maia Crooks Jr, I am a homely, joyous, shiny, successful, hilarious, thoughtful, joyous person who loves writing and wants to share my knowledge and understanding with you.