Cột thu lôi từ lâu đã trở thành vật không thể thiếu với các tòa nhà cao tầng, các công trình, cao ốc, văn phòng nhưng không phải ai cũng hiểu nguyên lý hoạt động hay lịch sử ra đời của nó.
Benjamin Franklin chính là cha đẻ của chiếc cột thu lôi đầu tiên, chế tạo vào năm 1752. Sau khi chứng kiến chuyện ba con dê bị sét đánh cháy đen thui, ông đã nảy ra ý tưởng về cột thu lôi và quyết tâm tìm cho được những bí ẩn của sấm chớp.
Sét là một hiện tượng thiên nhiên, xảy ra do sự tích tụ tia lửa điện giữa các đám mây mang điện tích trái dấu. Sét có sức công phá rất lớn và là một trong số những thiên tai vô cùng nguy hiểm đối với tính mạng con người, gây ra những thiệt hại rất lớn về tài sản vật chất của con người.
Làm thế nào để đảm bảo an toàn cho con người khi trời giông bão có sấm sét là điều thôi thúc Franklin tiến hành thí nghiệm.
Dụng cụ thí nghiệm của ông rất đơn giản. Franklin làm một chiếc diều lớn; dùng lụa thay cho giấy như thông thường để căng lên khung diều. Ông lắp thêm phía đầu chiếc diều một đoạn dây thép mài nhọn để thu sét. Dây diều thì một đầu buộc vào diều, một đầu buộc vào chiếc chìa khóa, sau đó từ chìa khóa buộc một dải ruy-băng lụa khô ráo, để người cầm vào dải lụa không bị điện giật. Khi dây diều bị ướt mưa thì thực chất là đã trở thành dây dẫn điện.
Chiếc chìa khóa đóng vai trò như dụng cụ đoản mạch điện. Vì thiết bị này vốn rất nguy hiểm nên Franklin đã tích điện vào một bình Leyde - một bình chứa dùng để tích điện. Cuối cùng, khi bầu trời tối sầm và cơn giông bão ập đến, ông thả cái diều và một khi nó đã lên cao, ông lùi vào trong một chuồng ngựa để không bị ướt. Đám mây giông trôi qua và rồi các điện tích âm trong đám mây truyền vào cái diều của ông, truyền xuống sợi dây lụa ướt, đến cái khóa, và đi vào chai Leyden.
Franklin không bị ảnh hưởng bởi các điện tích âm vì ông đang giữ dải ruy-băng lụa khô, cách điện giữa ông với điện tích trên cái khóa. Khi ông đưa cánh tay không kia của ông đến gần cái khóa sắt, ông cảm nhận một cú sốc. Tại sao như vậy? Do các điện tích âm trong cái khóa hút quá mạnh với các điện tích dương trên cơ thể của ông, cho nên một tia lửa điện nhảy từ cái khóa sang tay của ông. Thí nghiệm đó chứng minh thành công sét là một hiện tượng tĩnh điện và tính chất của sấm sét không khác gì điện nhân tạo.
Sau đó, ông tiếp tục tiến hành những thí nghiệm để tạo ra cột thu lôi. Ông làm một gậy sắt nhỏ dài hơn 3m, nhọn đầu, lắp đặt lên nóc ống khói. Lại dùng dây kim loại để một đầu gắn chặt vào gậy sắt, một đầu buộc vào một ống nước chạy ngầm dưới mặt đất. Sau này, có thời gian sét đánh vào nhà riêng của ông, nhưng cột thu lôi do ông phát minh đã bảo vệ ngôi nhà và các thiết bị trong nhà không bị cháy và ảnh hưởng do sét.
Ngày nay, những chiếc cột thu lôi, kim thu sét cũng được ra đời dựa trên nguyên lý hoạt động và phát minh của Franklin. Đa phần chúng được gắn trên nóc các tòa nhà cao tầng, có cấu tạo rất đơn giản, chỉ bao gồm một thanh kim loại nhọn có đường kính khoảng 2 cm, nối với một đường dây bằng đồng hoặc nhôm có độ dày tương đương, kéo xuống một bộ phận lưới dẫn chôn dưới đất.
