雷雨中放飛冒險捉“天電”
避活針的發明是以萊頓瓶的誕生為標誌而開始形成的電學的首次實際應用。講到避雷針，我們不能忘記電學的先驅本傑明·富蘭克林（1706年-1790年）。他是美國著名的社會活動家、物理學家，他的“費城實驗”（風箏試驗)對大氣電學的研究做出了貢獻，併發明瞭避雷針。在當時，他幾乎成了電的化身，這不僅因為他創造了正電負電、電池、電擊、電刷、導體等現在仍然使用的電學專用詞彙，更因為他“從天空奪得了閃電”而震動了世界，影響至今。
18世紀以來，物理學家們在獲取靜電的同時，發現靜電互相作用能產生類似小雷那樣的火花和響聲，但是卻沒有人考慮到雷與電之間有什麼聯絡。後來，萊頓瓶能貯存靜電，使電學實驗技術有了很大的進步，做大型電火花放電實驗的人越來越多了。但澤市長克拉拉特用幾個菜頓瓶連線起來組成萊頓瓶組以蒐集貯存大量的靜電，並用這大量的靜電產生出了在100米之處都能看得到的大火花。經過大量的電火花放電實驗，人們開始考慮雷是否也是一種放電現象?
1749年，40多歲的富蘭克林興致勃勃地開始了這方面的研究。
1752年7月的一天傍晚，美國費城市郊烏雲密佈，雷電交加。富蘭克林帶著他的兒子，迎著雷電去放一隻他精心製作的用白色絲綢做成的風箏。風箏上安著一根尖細的金屬棒。風箏用麻繩繫住，麻繩的頭上分開兩叉，一邊係一片銅鑰匙，另一邊繫著一段絲線。他放鬆繩子，風箏便藉著風勢，扶播著直上雲天。富蘭克林一手握著絲線、一邊甩開大步奔跑著，迫著被大風吹得飛快的風箏。
目路著這一幕、人們驚訝根了！這不是瘋子吧?除了瘋子，有誰會在這樣的雷雨天帶著孩子來放風箏呢？他們怎麼會知道，富蘭克林正在冒險進行一項驚人的科學實驗——引取“天電”。開始，並沒有什麼異常的現象。富蘭克林正在納悶，突然，隨著一個電閃，他頓時覺得握絲線的手像被千萬根細針刺扎一樣，當他用手去靠近那鑰匙時，他的手指尖上立刻像有魔法似的進出火花來。富蘭克林感到一陣麻木、立刻被擊倒在地上。但他心裡非常明白，他的實驗成功了，他引取了“天電”。那火花就是電，這跟他在實驗室裡用實驗方法產生的電火花是一模一樣的！
他讓兒子立刻用事先準備好的萊頓瓶接上麻繩，像神話中的所羅門把魔鬼關進瓶子一樣。萊頓瓶立刻就開始充電了，富蘭克林真的把“天電”“捉”進了他的瓶子裡！全世界都震驚了，一向被看做是天神施威的雷電不過是帶正電的雲和帶負電的雲相遇而形成的一種強烈的放電現象。它跟摩擦產生的電是同樣的東西。這次“風箏試驗”具有深遠的歷史意義。一方面，它證明了閃電確實是一種放電現象；另一方面，它導致了避雷針的發明，這是電學的首次重要應用。
1752年，富蘭克林最先發明瞭避雷針，不久即在美國推廣使用。隨後，英國、德國等也陸續安裝了避雷針。從此，富蘭克林發明的避雷針成為千萬座樓房、高塔和一切高大建築物的保護神。
尖端避雷針 建築保護神
避雷針是根據金屬棒的尖端容易吸收電流的原理髮明的。在高大的建築物頂上豎一根金屬棒，棒的下端用一根絕緣材料包裹的金屬導線連線起來，一直連通到地下。這樣，當雷電朝建築物擊來時，強大的電流就會被金屬棒吸引，順著導線直通到地下，使建築物免遭雷擊。
富蘭克林的研究成果使靜電研究進入動電研究的新領域，給電的應用奠定了基礎。
在避雷針的形狀問題上，曾出現了一次爭論。1772年，為了護火藥倉庫避免雷擊，英國政府組織了一個研究對策委員會，避雷針的發明人富蘭克林被任命為委員，在討論中，對避雷針的形狀，展開了激烈的爭論。有人說避雷針的頂端應該做成圓球形。有些人狂熱地支援說：“對！自古以來，圓就表示完美無缺！”“不對！”富蘭克林反駁說安裝避雷針的目的是避雷，只有做成尖頭，才易於放電，從而避免雷擊……”。結果，富蘭克林的主張被採納。
1776年，美國爆發了獨立戰爭，要求跟英國脫離從屬關係。富蘭克林作為美國人，積極為獨立運動奔走呼號。這樣一來，他受到了英國人的憎惡，連他發明的避雷針也一起遭到攻擊。出於政治需要，1780年，英王喬治三世親自發布命令：“把克攸王宮以及其他地方的尖頭避雷針砸掉，統統換成圓球的。”並把當時的科學權威、英國皇家學會會長約翰·普林格爾叫來：“教授，為了大英帝國的利益，請你公開宣佈，圓頭避雷針比尖頭的更要安全可靠。”為了維護科學的尊嚴，普林格爾堅定不移地答道：“陛下，許多事情可以按您的願望去辦，但這件事違背自然規律，我不能照辦！”“豈有此理！”國王咆哮了。第二年，普林格爾被迫辭了職。但是富蘭克林的避雷針卻已深深紮在人們的心裡。
風箏試驗是富蘭克林一生中最光彩的篇章。在其後的日子裡，他繼續進行各種科學研究。除電學方面外，他在光學、化學、熱學、植物學方面都建樹頗豐。即使在晚年，他還信心百倍地展望了科學的未來。他曾這樣寫道，“科學的迅速發展使我有時感到遺憾，我出生得太早了。’
瓦飾早妙用 更新又換代
事實上，我們聰明的祖先遠在西方之前就發明了避雷裝置，並一直沿用了幾千年。據《後漢書》記載，一次，當時的未央宮遭雷擊起火後，有一位名叫“勇之”的方士向漢武帝建議，在宮殿的屋脊上安裝“鴟魚”來防止災難。從此後，我國古建築的屋脊上大多安裝了這一類金屬瓦飾，有的是龍，有的是飛魚、雄雞。雖然，它們形狀各異卻都是尖狀物指向天空。儘管沒有引導線與地面連線，但大雨淋溼的屋簷和牆壁自然起到接地的作用。即使是猛烈的落地雷也通常只是擊毀了這些高於屋脊的瓦飾，而保全了建築物的主體。
大約在三國時期，工匠們也意識到接地的重要，他們在築造古塔時，頂部安上了鋼鐵製造的“葫蘆串”，自然著眼於避雷的目的。而且還把它與塗了金屬粉末而容易導電的塔心柱連線起來，柱下又設定了貯藏金屬的龍窟，組成了一套十分完整的避雷裝置。如江蘇省高淳縣的保聖寺塔始建於公元229年的三國時期，塔高31.5米，遠遠高於周圍的建築群，由於塔頂安裝了4米高的鐵製古剎，至今歷經千年從未遭到雷擊。1688年西方傳教士馬卡連來華在《中國札記》上寫道：“中國有些建築物的屋頂上有一種叫做龍的裝飾物，它頭部仰向天空，張著嘴，這些怪物向上伸出的舌頭是根尖端的金屬芯子，另一端和埋在地下的金屬相接，能讓雷電跑到地面去而不傷害建築物。”就按這位西方人的記載來算，也比富蘭克林要早70年。
當然從現在的眼光來看富氏的尖端避雷針並非盡善盡美。1977年美國紐約市遭到巨大雷擊，輸電系統全被破壞，此後美國科技界對避雷針做了更新換代。
今天使用的新穎避雷針外形像雞毛撣子，它的中心是一根管子，頂端引出2000根細細的導線，導線呈輻射狀，它可以驅散聚集在建築物周圍的靜電荷，有很強的避免形成閃電的能力。我國武漢水利學院解廣潤教授發明的半導體消雷器，當帶電的烏雲籠罩其上時，會衝出1米高的電暈火花，直衝雲層與天空裡的電中和，從而避免了雷電的形成。