美国科学家富兰克林通过风筝实验成功捕捉了空中的雷电。以下是具体过程和背景：

一、实验装置与原理

风筝构造

富兰克林制作了一个由杉树枝作骨架、绸子蒙面的风筝，风筝线末端连接一根铁丝，铁丝下端系有金属钥匙环。他选择在雷雨天将风筝放飞至高空，利用铁丝吸引雷电。

捕捉雷电的关键

当雷电击中风筝的铁丝时，电流通过风筝线传导至地面。由于风筝线末端系有钥匙环，雷电的电流会引发钥匙环放电，产生电火花。富兰克林通过观察钥匙环放电现象，验证了雷电与人工摩擦产生的电具有相同性质。

二、实验意义与影响

科学突破

该实验首次证明了天然雷电与人工摩擦电的一致性，推翻了“天电”与“地电”分属不同来源的错误观念，为电学发展奠定基础。

避雷针的诞生

富兰克林根据实验结果设计出避雷针，将金属棒安装在建筑物顶端并接地，引导雷电安全释放至地下，从而保护建筑免受雷击。这一发明随后在德国、法国、美国等地推广，成为现代防雷技术的核心。

三、历史评价与争议

尽管富兰克林的实验具有划时代意义，但部分历史记载存在争议。例如，他是否真的在雷雨中放飞风筝，以及具体操作细节仍存在不同说法。不过，不可否认的是，他的理论贡献和避雷针的发明对科学和工程领域产生了深远影响。

综上，富兰克林通过风筝实验不仅揭示了雷电的本质，还推动了防雷技术的发展，是近代电学与工程学的奠基人之一。