Benjamin Franklin

BENJAMIN FRANKLIN war ein bedeutender amerikanischer Politiker und Naturwissenschaftler, der in einer Zeit großer gesellschaftlicher Umbrüche lebte. Die heutigen Staaten der USA waren im 18. Jahrhundert britische Kolonien. Mit dem Unabhängigkeitskrieg, der 1775 begann und mit dem Frieden von Paris 1783 endete, wurde die Unabhängigkeit der amerikanischen Staaten von Großbritannien besiegelt. Politische Höhepunkte dieser Periode waren die von THOMAS JEFFERSON entworfene Unabhängigkeitserklärung (1776) und die Formulierung der Bill of Right (1791), der noch heute gültigen Verfassungsgrundsätze. GEORGE WASHINGTON wurde 1789 erster Präsident der USA.
Auf wissenschaftlichem Gebiet begann im 18. Jahrhundert die Entwicklung der Elektrizitätslehre als eigenständiges Teilgebiet der Physik. Zu den Pionieren dieser Wissenschaft gehörte BENJAMIN FRANKLIN, aber auch solche Wissenschaftler wie der Deutsche GEORG CHRISTOPH LICHTENBERG (1742-1799), die Franzosen CHARLES AUGUSTIN DE COULOMB (1736-1806) und ANDRÉ MARIE AMPÈRE (1775-1836) und der Italiener ALESSANDRO VOLTA (1745-1827).

Kindheit, Jugend und Ausbildung

BENJAMIN FRANKLIN wurde am 17. 1. 1706 in Governors Island bei Boston als Sohn eines Seifensieders geboren. Sein Vater hatte England verlassen, weil er dort in seiner Religionsfreiheit behindert wurde. Da er seine Familie nur schwer ernähren konnte, musste BENJAMIN bereits nach zwei Jahren den Besuch der Schule abbrechen. Er wurde zu einem älteren Bruder in die Lehre gegeben und erlernte den Beruf eines Buchdruckers, nutzte daneben aber alle Möglichkeiten der Weiterbildung. Ab 1723 war er in Philadelphia als Buchdrucker tätig, ging 1724 nach England und eignete sich dort umfangreiche Kenntnisse über Wissenschaft und Politik seiner Zeit an. 1726 kehrte er nach Philadelphia zurück und eröffnete dort eine eigene Druckerei.

Wissenschaftliche Tätigkeit

Mit großem Eifer widmete sich BENJAMIN FRANKLIN der Untersuchung elektrischer Erscheinungen. So führte er die Bezeichnungen "positiv" (plus) und "negativ" (minus) für unterschiedliche elektrische Ladungen ein. In Anlehnung an das Mündungsfeuer eines Gewehres, das er mit einem elektrischen Funken verglich, sprach er von "Laden" und von "Ladung". Auch der Begriff der Batterie geht auf FRANKLIN zurück.
Daneben war FRANKLIN auch ein bedeutender Wissenschaftsorganisator: So gründete er 1743 die American Philosophical Society und 1751 die University of Philadelphia.

Durch zahlreiche Experimente, die er ab 1749 durchführte, hat er die schon Anfang des 18. Jahrhunderts verbreitete Vermutung bestätigt, Blitze seien eine elektrische Erscheinung. Berühmt wurden seine Versuche mit Drachen, die er im Juni 1752 steigen ließ. Am unteren Ende der Hanfschnur, die den Drachen hielt, war ein eiserner Schlüssel angebracht (Bild 3). Zunächst passierte nichts. Als aber eine Gewitterwolke am Drachen vorbeizog und die Schnur feucht wurde, sträubten sich die losen Fäden der Schnur und vom Schlüssel sprangen Funken zu FRANKLINS Hand über.
Eine andere Methode der Untersuchung von Gewitterelektrizität war, hohe Eisenstangen zu errichten und diesen während eines Gewitters Elektrizität zu entziehen. Das führte FRANKLIN 1753 zu der Idee, derartige Eisenstangen als Blitzableiter zu nutzen. Seine Resultate teilte er in Briefen mit, die ihm die Mitgliedschaft der Royal Society eintrugen. Er war auch Mitglied der französischen Akademie der Wissenschaften.
FRANKLIN beschäftigte sich nicht nur mit elektrischen Erscheinungen, sondern auch mit der Wärmeleitfähigkeit von Stoffen, dem Magnetismus und der Meteorologie. Außerdem gilt er als der Erfinder der Bifokalbrille, also einer Brille mit zwei verschieden geschliffenen Teilen.

BENJAMIN FRANKLIN starb am 17. 4. 1790 in Philadelphia. Er war einer der ersten Amerikaner, der zur Entwicklung der Wissenschaft Wesentliches beigetragen hat.

Die im folgenden Text beschriebenen Untersuchungen zur Elektrizität wurden von BENJAMIN FRANKLIN 1753 durchgeführt. Er schreibt zu seinen Untersuchungen an Leitern und Nichtleitern:

Wenn der Ausgleich dieser Flüssigkeit durch einen Leiter statt-findet, so kann dieser Ausgleich ohne Licht und ohne Geräusch vor sich gehen, weil sich die feine Flüssigkeit in dem Stoff des Leiters fortbewegt.
Ist der Leiter gut und von hinreichender Größe, so geht die Elektrizität durch denselben hindurch, ohne ihn zu beschädigen; wo nicht, so beschädigt sie ihn oder zerstört ihn sogar.
Alle Metalle und Wasser sind gute Leiter. Andere Körper, wie Holz und die übrigen zu Bauten gebrauchten Materialien, vermögen, falls sie eine gewisse Menge Wasser enthalten, die Elektrizität fortzuleiten. Enthalten sie aber nicht viel Wasser, so sind sie keine guten Leiter und werden daher oft bei einer Entladung beschädigt.
Glas, Wachs, Seide, Wolle, Haare, Federn und völlig trockenes Holz sind Nichtleiter, d. h. sie widerstehen dem Durchgange der Elektrizität, anstatt ihn zu erleichtern...
Die Entfernung, in welcher ein mit Elektrizität geladener Körper sich plötzlich entlädt, indem dieselbe durch die Luft auf einen anderen Körper überspringt, der nicht oder weniger geladen ist, ist verschieden groß, je nach der Menge der Elektrizität, der Größe und Gestalt der Körper, sowie der Beschaffenheit der dazwischen befindlichen Luft. Dieser Abstand wird die Schlagweite genannt. Erst wenn die Körper sich innerhalb derselben befinden, tritt Entladung ein.

Bezüglich Gewittern und Blitzen kommt BENJAMIN FRANKLIN zu folgenden Erkenntnissen:

Die Wolken enthalten oft mehr Elektrizität als die Erde. In diesem Falle verläßt dieses Fluidum die Wolken und schlägt in die Erde, sobald sie nahe genug, d. h. in die Schlagweite kommen, oder sobald sie einen Leiter antreffen. Wenn eine stark mit Elektrizität geladene Wolke zu hoch ist, als daß sie innerhalb der Schlagweite sein könnte, so zieht sie ruhig ohne Schall- und Lichterscheinungen vorüber, es wäre denn, daß sie eine Wolke anträfe, die weniger stark geladen ist.
Große Bäume und hohe Gebäude, wie Burgen und Kirchtürme, werden zuweilen zu Leitern zwischen den Wolken und der Erde; aber sie werden oft dabei beschädigt, weil sie keine guten Leiter sind, das heißt, weil sie die Elektrizität nicht ungehindert durchlassen.
Gebäude, die mit Blei oder anderem Metall bedeckte Dächer und metallene Traufen haben, welche zur Ableitung des Wassers vom Dache bis in die Erde reichen, werden nie vom Blitz beschädigt, weil derselbe jedesmal, wenn er ein derartiges Gebäude trifft, in die Metalle und nicht in die Mauern schlägt.
Wenn andere Gebäude sich in der Schlagweite solcher Wolken befinden, so fährt die Elektrizität in die Mauern, sie mögen aus Holz, aus Ziegeln oder Steinen bestehen, und verläßt sie nicht eher, bis sie bessere Leiter in der Nähe erreicht, wie metallene Stäbe, Riegel, Fenster- und Türangeln, vergoldetes Tafelwerk oder Bilderrahmen, Quecksilber hinter den Spiegeln, Glockenzüge oder lebende Wesen; letztere sind leitend, weil sie wässrige Flüssigkeiten enthalten.

Bei ihrem Wege durch das Haus folgt die Elektrizität der Richtung dieser Leiter und benutzt alle diejenigen, welche ihr den Durchgang, sei es in gerader oder krummer Linie, erleichtern. Sie springt, wenn der Abstand nicht so groß ist, von dem einen auf den anderen über und beschädigt das Gemäuer nur dort, wo die guten Leiter zu weit voneinander entfernt sind.

Wird außerhalb des Gebäudes ein eiserner Stab angebracht, der ununterbrochen von dem höchsten Teile bis in das feuchte Erdreich fort geht, einerlei, ob in gerader Richtung oder gebogen, so nimmt dieser Stab den Blitz an seinem oberen Ende auf, indem er ihn so anzieht, daß er ihn von einem Einschlagen in andere Teile abhält, und bietet ihm eine gute Leitung bis in die Erde. Auf solche Weise wird die Beschädigung irgend eines Teiles des Gebäudes verhindert. Man hat gefunden, daß eine geringe Menge Metall imstande ist, eine große Menge Elektrizität fortzuleiten. Ein eiserner Draht, der nicht stärker als eine Gänsefeder war, vermochte eine Elektrizitätsmenge fort-zuführen, die an seinen beiden Enden eine schreckliche Zerstörung anrichtete. Es ist wahrscheinlich, daß dickere Stäbe nicht erforderlich sind, obgleich man sie in Amerika einen halben, dreiviertel oder auch wohl einen ganzen Zoll stark zu machen pflegt.
(Aus: Experiments and observations on electricity made at Philadelphia in America by Benjamin Franklin, London 1769)