По статистике, на Земле в среднем ежедневно выпадает до 45 тыс. грозовых дождей, сопровождаемых 8 млн. молний. Несложно подсчитать, что каждую секунду в атмосфере происходит примерно 100 электрических разрядов. Тит Лукреций Кар, поэт и философ I в. до и. а, так описывал это явление в своей поэме «О природе вещей»:
Прежде всего небеса лазурные гром сотрясает
В силу того, что, летая высоко в пространстве эфира,
Тучи сшибаются там под натиском ветров противных...
Однако как формируются грозовые тучи? Почему раскат грома следует за разрядом молнии, а не наоборот? Каким образом молния может вызвать пожар либо убить человека или животное? Ответы на многочисленные вопросы о «небесном огне» люди смогли получить без малого два тысячелетия спустя.
В древние времена люди считали сходящее с небес и сопровождаемое страшным грохотом пламя проявлением божественного гнева. Большинство политеистических религий имели в своем пантеоне специального бога, заведовавшего громом и молниями. Иногда, как в Древней Греции и Риме, эта функция придавалась верховному божеству. Надеясь на милость богов-громовержцев, люди приносили им богатые жертвы и совершали особые ритуалы, но со временем сообразили, что кое-что для своей защиты от молний можно сделать и самим. И хотя сведения о первых защитных сооружениях почерпнуты из легенд, в основе большинства из них лежат, как правило, реальные факты.
Возможно, первые молниеотводы (в разговорной речи прижилось неправильное, но более благозвучное «громоотвод») были изобретены еще в Древнем Египте и использовались для защиты храмов и дворцов. Конечно, грозы в долине Нила явление нечастое, однако есть свидетельства о том, что египетские мореплаватели с этой же целью золотили верхушки самых высоких мачт.
В Средние века от молний пытались защититься по большей части магическими средствами. Считалось, что от небесного огня защищают змеиная кожа, сердолик, лавр, боярышник, омела, гнездо ласточки под стрехой, а император Карл Великий издал закон, предписывающий сажать на крышах зданий растение Iovis barba (молодило). Впрочем, деревянные дома гораздо сильнее защищало соседство высокого каменного здания с металлическим шпилем или церкви с крестом: было замечено, что молнии выбирают самое высокое сооружение. Однако, чтобы научиться по-настоящему давать отпор грозной гостье, надо было иметь представление о ее природе.
Электрические и электромагнитные явления люди наблюдали с древности, недаром само слово «электричество» происходит от греческого elektron «янтарь». Фалес Милетский еще в VI в. до н. э. заметил, что кусок янтаря, натертый шерстяной тканью, начинает притягивать мелкие предметы, а если приблизить к такому наэлектризованному куску янтаря иголку, можно увидеть мелкие искры. Исаак Ньютон в 1716 г. писал об этом явлении: «Искра напомнила мне молнию в малых размерах». В 1745 г. голландский ученый Питер ван Мушенбрук изобрел первый электрический конденсатор, названный по месту изобретения лейденской банкой. Оставалось совсем немного до осознания того, что искра между янтарем и металлом, разряд лейденской банки и молния явления одного порядка.
Идея, как говорится, витала в воздухе, поэтому нет ничего удивительного, что опыты с атмосферным электричеством проводились параллельно в разных странах разными учеными. Между 1721 и 1745 гг. в российском городе Невьянске по инициативе промышленника Акинфия Демидова была построена 57-метровая башня, к металлическому шпилю которой было подведено заземление. К сожалению, имя зодчего Невьянской башни осталось неизвестным. Французские ученые Жак Рома и Тома Франсуа Далибар независимо друг от друга в 1752 г. проводили опыты по выяснению электрической природы молнии с использованием воздушных змеев (металлическое острие змея с помощью проволоки соединялось с конденсатором).
Однако изобретателем молниеотвода общепризнанно считается американский ученый и общественный деятель Бенджамин Франклин. Выросший в бедной семье, Франклин по воле судьбы сменил не один вид деятельности. В 1727 г. он открыл в Филадельфии свою типографию и занялся издательской деятельностью, затем основал первую в Америке публичную библиотеку, философское общество, стал главным почтмейстером всех североамериканских колоний, побывал в должности посла и принял участие в создании американской конституции.
Ж. Дюплесси. Бенджамин Франклин. 1778 г.
Физикой Франклин занимался всего в течение семи лет, однако за это время он успел столько, что академии наук многих стран (в том числе и России) сделали его своим почетным членом.
В середине 1740-х годов образованные люди массово проявляли интерес к опытам с электричеством, публичные демонстрации собирали множество зрителей. В 1747 г. Франклин посетил лекцию некоего доктора Спенса, который демонстрировал «электрическую машину». Будущий изобретатель, к тому времени уже имевший средства и досуг для хобби, пришел в такой восторг от изрыгающего треск и искры агрегата, что немедленно купил необходимое оборудование и начал производить подобные опыты.
Франклин обнаружил, что если на заряженном кондукторе электрической машины укрепить металлический прут, то разряд с кондуктора стекает постепенно, без искр и треска. Фактически это были так называемые огни святого Эльма коронные разряды, которые можно наблюдать во время или перед грозой на высоких тонких объектах вроде шпилей или мачт. Если при высоком потенциале электрического поля какой-либо предмет оттягивает на себя часть заряженных частиц, вместо искрового разряда (молнии) возникает коронный, не обжигающий и не вызывающий возгорания. Франклину это было не известно, однако его практичный ум увидел возможности применения этого эффекта. Если молния та же электрическая искра, то почему бы с помощью заостренного металлического шеста не разрядить облака и не отвести опасные заряды в землю?
Опыт с воздушным змеем, сходный с тем, что проводили французские физики, убедил Франклина в электрической природе молнии. Дело было за малым соорудить устройство, которое будет перетягивать заряд из облака на себя, не позволяя сформироваться полноценной молнии. Если же такая задача окажется молниеотводу не по зубам, он примет удар стихии и отведет разряд в землю без ущерба для зданий.
Опыт Франклина с воздушным змеем. Гравюра XIX в.
Огни святого Эльма на мачтах и реях корабля.
В 1752 г. Франклин написал о своих исследованиях в Лондонское королевское научное общество, однако реакция была, мягко говоря, сдержанной. Эти письма Франклин опубликовал в ежегодном «Альманахе бедного Ричарда», издателем которого он был на протяжении многих лет, а затем выпустил отдельной книгой под названием «Опыты и наблюдения над электричеством, проделанные в Филадельфии в Америке Бенджамином Франклином». Книга была переведена на немецкий и французский языки и разошлась по всему свету. По всей Америке и Европе, в том числе и в России, ученые и любители повторяли опыты Франклина, а металлические шесты, во время грозы рассыпающие искры, на время стали самой популярной забавой.
Через год Франклин предложил заострить верхний конец молниеотвода, поскольку заметил, что с острия разряд стекает без искр. Он установил на своем доме изолированный железный шест, соединил его проводником с землей и даже включил в цепь звонок, чтобы молния сама предупреждала хозяина дома о своем появлении. В 1754 г. чешский священник Прокоп Дивиш соорудил в своем саду «машину для погоды». Это был более усовершенствованный молниеотвод, который состоял из более чем 400 заземленных железных шпилей и был высотой около 42 м. Судьба этого сооружения печальна. Дивиш утверждал, что его детище способно менять погоду, и, когда сильные морозы погубили озимые, крестьяне, обвинив в этом священника, разрушили молниеотвод. Однако победное шествие «ловушек для молний» было уже не остановить.
Молниеотвод.
Интерес к изобретению Франклина породил множество оригинальных конструкций, таких как зонт с молниеотводом.
В современном молниеотводе можно выделить три части. Для приема разряда служит молниеприемник В зависимости от характеристик защищаемого объекта он изготовляется в виде металлического штыря, сети из проводящего материала или металлического троса, натянутого над объектом. Провод большого сечения заземляющий проводник, или токоотвод отводит заряд к проводнику, соприкасающемуся с землей, заземлителю. Вокруг молниеотвода находится защитная зона в форме конуса с радиусом основания, приблизительно равным высоте молниеотвода, поэтому молниеприемник должен быть расположен как можно выше.
Если молниеотвод установлен правильно, он способен перехватить около 99% молний. Вероятность того, что разряд попадет внутрь защитной зоны, даже в сельской местности очень мала, а тем более в городе, где внешняя защита дополнена шинами выравнивания потенциалов, которыми соединены с контуром заземления все металлоконструкции здания. Однако если задача спасения от молний людей и зданий в целом решена, перед исследователями природного электричества все равно еще стоит немало вопросов, например защита особо чувствительной электроники и использования грозовой энергии на благо человека.
Молнии над Эйфелевой башней.
Различные виды молниеотводов и их креплений конца XVIII в.
К 1782 г. в Филадельфии было установлено 400 громоотводов. Крыши всех общественных зданий были увенчаны металлическими штырями за исключением гостиницы французского посольства, поскольку Франция громоотвод официально не признавала. Во время сильной грозы 27 марта 1782 г. именно в этот дом ударила молния. Гостиница была частично разрушена, а живший в ней французский офицер убит. После этого случая, имевшего широкий общественный резонанс, громоотводы были установлены уже на всех филадельфийских зданиях.
Одно дело восхищаться сверканием молнии и раскатами грома, зная, что стихия в большинстве своем укрощена и не представляет опасности, особенно в населенных пунктах. И совсем другое – ужас перед грозой древних людей.
Страшный грохот и извержения огня воспринимались, как наказание небесных сил. И люди пытались всякими способами избежать этой кары. Но способов тогда было не так уж много. Можно было попробовать совершать меньше дурных поступков, но проще было принести какую-нибудь жертву, или совершить ряд ритуалов. Гроза стихала. Гнев небесных сил сменялся на милость. Жертвы были не напрасны.
Со временем люди стали замечать, что в одни деревья молнии попадают чаще, чем в другие. Обратили внимание, что, если построить свое жилье рядом с высоким сооружением вероятность попадания разряда уменьшится. Свои наблюдения систематизировали. Накапливался опыт.
В 1706 году в Бостоне в очень бедной семье родился 9 ребенок. Никто не мог предположить, что через несколько десятилетий он станет одним из самых влиятельных людей Америки. Бенджамин Франклин вошел в историю как издатель, журналист, дипломат, писатель, политический деятель. Когда он добился успеха и материальной независимости он смог найти время и деньги для изобретательства. Громоотвод – это одно из многих его детищ. Но именно он помог спасти человечество от многих бед. И помогает до сих пор.
Изучение атмосферных явлений увлекало многих ученых. Проводились публичные опыты, на одном из которых и оказался Бенджамин. Электрическая машина со страшным грохотом извергала снопы искр, что совершенно покорило ученого. Он приобрел все необходимое и продолжил исследования в этом направлении. Так молния была обречена. Острый ум и привычка доводить все до конца не давало ей шансов на победу.
Продолжая опыты, изобретатель прикрепил металлический прут к электрической машине. Он обратил внимание, что электрический заряд стекает с него без треска и искр. Такой разряд не обжигающий и не вызывает возгорания.
Следующий шаг он предпринял вместе с сыном. Они изготовили воздушный змей на конце которого прикрепили небольшой металлический штырь. Змея связали бечевкой с ключом от замка, расположенным у земли. Ключ имел заостренный конец. Свое сооружение они запустили во время грозы. Подняв змея высоко в воздух, они спровоцировали молнию ударить в штырь. Разряд передался по мокрой веревке и образовал ореол вокруг ключа. Так была доказана электрическая природа молнии.
Эти опыты легли в основу изобретения громоотвода. Первый громоотвод Франклин установил на крыше своего дома. Металлический стержень с заостренным концом железной проволокой соединялся с колодцем. В электрическую цепь он включил звонок. В случае удара молнии в комнате раздавался звонок.
Внедрение громоотвода в жизнь не было простым. Бенджамин направил свои изыскания британским ученым в Англию. Они были приняты там более чем прохладно и поддержки не получили. Только во Франции изобретение имело успех. Переводчик трудов Франклина успешно установил у себя это сооружение. Со временем громоотводы стали устанавливать во многих домах США.
Надо отдать должное, что фактически громоотводы пытались использовать задолго до официального признания этого изобретения Б.Франклином. Во Франции, некий Далибар примерно в эти же годы проводил эксперименты с металлическим стержнем и подтвердил изыскания Франклина. А Жак же Рома проводил такие же испытания со змеем. Но использовались они вслепую, интуитивно. Только Франклин доказал электрическую природу молнии.
Громоотвод Франклина представлял из себя:
Приемник молнии. Это устройство, которое перехватывает разряд. Обычно это металлический заостренный стержень, расположенный выше «охраняемых» объектов.
Токоотвод. Обеспечивает транспортировку разряда к заземлителю.
Заземлитель. Металлический проводник, заведенный в почву.
Интересно, что по прошествии стольких лет громоотвод можно описать также. Изменились материалы и технологии, но суть осталась.
Изобретатель
: Бенджамин Франклин
Страна
: США
Время изобретения
: 1753 г.
Громоотвод изобрел известный американский деятель, ученый и политик Бенджамин Франклин. Именно он изображен сейчас на стодолларовой купюре. А тогда, в 1753-м году, этот человек впервые продемонстрировал саму электрическую природу молнии, проведя известный эксперимент с воздушным змеем.
Теория статического электричества помогла Франклину сделать сенсационное открытие – он первым доказал, что молния, с грохотом прорезающая небо, и искра, полученная с помощью лейденской банки, это одно и то же явление, только в разных масштабах. Когда стала ясна электрическая природа молнии, Франклин смог осуществить главное изобретение своей жизни.
Громоотвод, по словам Франклина, «…либо предотвращает удар молнии из облака, либо уже при 
ударе отводит его в землю без ущерба для здания. Нижний конец прутка должен уходить в землю настолько, чтобы достичь влажного грунта, возможно, на глубину в два или три фута. А если пруток изогнут так, чтобы он отходил под землей в горизонтальном направлении на расстояние в шесть – восемь футов наружу от фундамента и затем снова изгибался вниз на три-четыре фута, то он предохранит от повреждения любую часть кладки фундамента.
Лицо, опасающееся молнии и находящееся во время грозы в не совсем надежном доме, поступит хорошо, избегая садиться около камина, или любой позолоченной картины и панели. Безопаснее всего сесть в кресло посреди комнаты, положив свои ноги на другое (только не под металлической люстрой, спускающейся с потолка на цепи).
Еще безопаснее положить два-три матраца или перины на середине комнаты, сложить их вдвое и водрузить на них кресло, и поскольку те проводят ток хуже стен, молния не может пойти по ломаному пути через воздух комнаты и матрацы, если 
она имеет лучший и сплошной проводник в стене. Там, где это возможно, следует подвесить на шелковых шнурах на равном расстоянии от стен, пола и потолка гамак или подвесную кровать, что даст самое надежное укрытие, которое только можно создать в комнате и которое действительно может считаться совершенно безопасным от удара молнии».
Эти предостережения, которые сегодня могут показаться забавными, во времена Франклина были вполне злободневны.
Примерно в те же годы, во Франции, некий Далибар также подтвердил эту теорию, проведя эксперимент с металлическим стержнем, который электризовался во время грозы. Еще одним ученым, который пришел к тому же выводу, проведя схожий опыт с воздушным змеем, был Жак же Рома, который, в отличие от Франклина, провел вокруг веревки змея к земле медный провод.
Именно эти эксперименты послужили открытию и быстрой популяризации громоотводов.
Изначально их ставили только на церковные шпили, но довольно быстро стали использовать и в обыкновенных жилых домах, различных постройках. В Германии некий Лихтенберг разработал венчик из заостренных прутьев, который крепился в виде конькового ограждения на крышах и имел заземление.
После того как Франклин в 1760 году установил первый громоотвод на доме купца Веста в Филадельфии, Европа и Америка разделились на два лагеря – ярых приверженцев громоотвода и столь же ярых противников его. В Париже в те годы даже женские шляпы изготовлялись с громоотводами.
Такое повальное увлечение громоотводами повлекло за собой разработку множества оригинальных и нестандартных изобретений, как например, со встроенным громоотводом. В 1880-м году Меллсанс - бельгийский 
физик, порекомендовал всем жителям защищать свои здания при помощи металлических проводов, которые связываются с несколькими поставленными на крышах стержнями, заземленными и надежно смонтированными. Это была одна из первых «пространственных клеток».
В то же время буржуа де Визери, поставивший на своем доме в Сент-Омере громоотвод, подвергся яростным нападкам соседей, которые в конце концов подали на него в суд. Это было уже в 1780 году. Процесс длился четыре года. Защитником громоотвода на процессе выступал никому еще не известный адвокат Максимилиан Робеспьер. Именно этот процесс стал началом его большой популярности. На стороне противников громоотвода экспертом выступал 
Жан-Поль Марат. (Кстати, Марат был известным писателем-популяризатором: его перу принадлежат три книги по электричеству.) В конце концов де Визери был оправдан.
А в Филадельфии в 1782 году было установлено 400 громоотводов.
Устройство громоотводов было с давних времён описано в множестве книг. Во многих из них указывалось на то, что в качестве молниеприёмника используются башенные шпили и коньковые решетки, которые за счёт своей отличной электропроводности выполняют эту задачу как нельзя лучше. Ярким доказательством тому является устройство первого громоотвода в России на Петропавловском шпиле. После устройства которого не было случаев пожара в крепости от ударов молнии.
Еще один интересный факт: оказывается, башня, построенная по приказу Акинфия Демидова в Невьянске за четверть века до защитной конструкции Франклина была оснащена на крыше металлическим шпилем с флюгером. К шпилю же было проведено заземление. Это свидетельствует о том, что громоотвод был придуман раньше его официально признанного рождения.
Хотя были доброжелатели, видевшие в новом изобретение проделки дьявола и всячески стремившиеся препятствовать его использованию. Так англичане приняли в штыки изобретение американцев, но все же на некоторых домах можно было увидеть установленные громоотводы.
В 1986-м году был разработан принципиально новый тип громоотвода, который создавал очень сильную ионизацию, за счет используемого энергооборудования, что привело к более качественной защите.
Что первоначальный вариант громоотвода, что более современные его аналоги, устроены примерно одинаково. Во-первых, в нем имеется молниеприемник, то устройство, которое перехватывает разряды молний. Во-вторых, у него есть токоотводы, спуски, детали, которые предназначены для отвода тока молнии от молниеприемника к заземлителю. В-третьих, сам заземлитель, который представляет собой металлический проводник, заведенный в почву.
Самый первый простейший вариант громоотвода был именно таким - простой металлический штырь, укрепленный на крыше здания, соединенный с токоотводом и заземляющим устройством. И если раньше это делалось из подручных материалов, то сейчас разрабатываются очень современные и 
функциональные системы из принципиально новых материалов.
На сегодняшний день, новейшие разработки систем грозозащиты позволяют надежно защитить промышленные и жилые помещения от разрушительного воздействия молний.
Громоотвод изобрел известный американский деятель , ученый и политик Бенджамин Франклин . Именно он изображен сейчас на стодолларовой купюре . А тогда , в 1753-м году , этот человек впервые продемонстрировал саму электрическую природу молнии , проведя известный эксперимент с воздушным змеем . Примерно в те же годы , во Франции , некий Далибар также подтвердил эту теорию , проведя эксперимент с металлическим стержнем , который электризовался во время грозы . Еще одним ученым , который пришел к тому же выводу , проведя схожий опыт с воздушным змеем , был Жак же Рома , который , в отличие от Франклина , провел вокруг веревки змея к земле медный провод .
Именно эти эксперименты послужили открытию и быстрой популяризации громоотводов . Изначально их ставили только на церковные шпили , но довольно быстро стали использовать и в обыкновенных жилых домах , различных постройках . В Германии некий Лихтенберг разработал венчик из заостренных прутьев , который крепился в виде конькового ограждения на крышах и имел заземление .
Такое повальное увлечение громоотводами повлекло за собой разработку множества оригинальных и нестандартных изобретений , как например , зонт со встроенным громоотводом . В 1880-м году Меллсанс — бельгийский физик , порекомендовал всем жителям защищать свои здания при помощи металлических проводов , которые связываются с несколькими поставленными на крышах стержнями , заземленными и надежно смонтированными . Это была одна из первых «пространственных клеток ». В 1986-м году был разработан принципиально новый тип громоотвода , который создавал очень сильную ионизацию , за счет используемого энергооборудования , что привело к более качественной защите .
Что первоначальный вариант громоотвода , что более современные его аналоги , устроены примерно одинаково . Во-первых , в нем имеется молниеприемник , то устройство , которое перехватывает разряды молний . Во-вторых , у него есть токоотводы , спуски , детали , которые предназначены для отвода тока молнии от молниеприемника к заземлителю . В-третьих , сам заземлитель , который представляет собой металлический проводник , заведенный в почву . Самый первый простейший вариант громоотвода был именно таким — простой металлический штырь , укрепленный на крыше здания , соединенный с токоотводом и заземляющим устройством . И если раньше это делалось из подручных материалов , то сейчас разрабатываются очень современные и функциональные системы из принципиально новых материалов .
На сегодняшний день , новейшие разработки систем грозозащиты позволяют надежно защитить промышленные и жилые помещения от разрушительного воздействия молний .
Гроза, как явление природы, сама по себе исключительно красива. После нее, как правило, погода улучшается, а воздух становится свежим и чистым. Он насыщен ионами, которые образовываются при разрядах молнии.
Вспышка молнии появляется перед нами лишь на какое-то мгновение, так как скорость, с которой распространяется свет, считается равной 300 000 км/с. Появление в атмосфере гигантского электрического искрового разряда, скапливаемого в грозовых облаках, и есть молния.
Электрические заряды, которые образуются в быту и на производстве, несоизмеримо меньше тех электрических зарядов, которые накапливаются в облаках. Поэтому энергия молнии этого искрового разряда очень велика. При этом человеку, животным и строениям может грозить большая опасность. Разряд молнии всегда сопровождается громом - звуковым импульсом.
Поняв, что удар молнии может принести огромный вред, люди придумали, как от нее защититься. Для этого было изобретено специальное устройство, которое назвали громоотводом, хотя его функцией было отводить «молнию», а не гром. Поэтому правильнее говорить молниеотвод.
Так кто же изобрел молниеотвод (громоотвод)? Предполагается, и об этом указано в энциклопедии, что изобретателем громоотвода был, живший в Америке, Бенджамин Франклин. Случилось это событие в 1752 году. Оспаривать это никто не берется, ведь Франклина действительно очень интересовал этот вопрос, и он, применяя свой накопленный опыт, воплотил свои идеи на практике. Хотя известно, что громоотводы использовались задолго до этой даты.
Громоотводом называют железный шест, высота которого превышает все строения, находящиеся рядом. Дело в том, что молния прокладывает себе в воздухе «дорожку». Естественно, что сделать короткую дорожку намного проще. И молния, являясь ужасной лентяйкой, всегда ищет себе самый короткий путь и ударяет в самый высокий предмет, который, по сути, располагается к ней всех ближе.
«Видя» вблизи от себя высокий железный шест, который люди приготовили для нее, она свою дорожку прокладывает именно к нему. Все электричество молнии по громоотводу, соединенному с землей, уходит в почву, не причинив никому вреда. А ведь до использования громоотводов пожары, возникающие от ударов молний, приносили большой ущерб селам и городам. Поэтому тот, кто изобрел громоотвод (молниеотвод), сделал для человечества очень важную услугу, которая помогла спасти множество жизней.
