讓富蘭克林聞名世界的是他的一系列的科學發明和成就，憑藉的深厚的興趣和愛好，最終憑自己成為一名偉大的科學家。最為人們所稱道的是民間傳說中倍受渲染的發明避雷針的故事。
1752年6月的一天，陰雲密佈，電閃雷鳴，一場暴風雨就要來臨了。富蘭克林帶上他的兒子威廉拿著上面一個裝有金屬桿的風箏，來到一個空曠地帶，富蘭克林高舉風箏，讓他的兒子拉著風箏線飛跑，由於風很大，風箏很快就被放上了高空，剎那間，雷電交加，大雨傾盆，富蘭克林和兒子一道拉著風箏線，父子倆焦急的等等著。此時，剛好一道閃電從風箏上掠過，富蘭克林用手靠近風箏上的金屬桿立即感到一種恐怖的麻木感，他大聲地呼喊起來，“威廉，我被電擊了”。回家以後，富蘭克林用雷電進行了各種電學實驗，證明了天上的雷電與人工摩擦產生的電具有完全相同的性質，富蘭克林關於雷電就是電火花的假說，在他自己的實驗中得到了完全的證實。
第一個避雷針也是富蘭克林製造出來的。他把幾米長的鐵桿用絕緣材料固定在屋頂，杆子繫著粗導線一直通到地裡。當雷電襲擊房子的時候，它就會沿著金屬桿通過導線直達地下，房屋建築就會避開雷電的襲擊而完好無損。1753年，富蘭克林在他的歷書上發表了“如何製作避雷針的方法”，這之後形成了一種風尚。歐洲的婦女們在帽子上裝有一個避雷針，還拖著一要接地線。避雷針的成功發明，使富蘭克林在全世界的科學界名聲大振，英國皇家學會，給他送來了金質獎章，聘請他擔任皇家學會的會員。
此外，富蘭克林還進行了多種科學研究，他發明了能節約燃料3/4的新式火爐，——“富蘭克林火爐”，發明了老年人用的雙光眼鏡，既可看遠也可看近，發明了醫學上使用的具有伸縮性的導尿管，測出了液體蒸發時熱量散失的情況，研究北極光的性質和原理等等。他認為這些科學實驗和發明創造是一種公共服務，因此從未申請專利，也從未因這些發明而索取報酬。
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