В Петербургской академии наук в эти годы кабинетом физики заведовал профессор Георг Вильгельм Рихман, друг М. В. Ломоносова. В его распоряжении находилось несколько электростатических машин, причем некоторые из них были изготовлены самим Питером ван Мушенбреком — первооткрывателем «лейденской банки». Проводя опыты с электричеством, Г. Рихман сконструировал электроскоп и провел с использованием   этого   прибора   некоторые   количественные измерения. М. В. Ломоносов и Г. Рихман с энтузиазмом восприняли известие об опытах В. Франклина и безоговорочно поддержали его выводы, В июле 1752 г. Г. Рихман спешит повторить эти опыты и конструирует у себя дома специальную установку. Он взял толстый железный прут, продел его сквозь бутылку с пробитым в дне отверстием, заткнул горло бутылки коркой и выставил прут на 2—3 м над кровлей; бутылка стояла при этом на кирпичах под кровлей. К концу прута, который высовывался из дна бутылки, Рихман прикрепил железную проволоку и провел ее в комнату без соприкосновения с проводящими электричество предметами. К концу проволоки он прикрепил железную линейку так, чтобы она висела вертикально, и поместил ее нижний конец в стакан с опилками. К верхнему концу линейки ученый прикрепил шелковую нить. Затем, как было сообщено в «С.-Петербургских Ведомостях», Г. Рихман с первых дней июля 1752 г. начал «по вся дни следовать, отскочит ли нить от линейки, и произведет ли потому некую электрическую силу, токмо не приметил ни малейшей перемены в нити.,. Чего ради с превеликою нетерпеливостью ожидал грому, который 18 июля в полдень и случился. Гром, по-видимому, был не близко от строения, однако ж он после первого удара тотчас приметил, что шелковая нить от линейки отскочила».

М- В. Ломоносов устроил у себя дома подобную установку и начал проводить на ней исследования. Ему удалось с помощью «электрического указателя» обнаружить наличие электрического поля в атмосфере при отсутствии молнии и грома.

Исследования атмосферного электричества приобрели особый размах летом 1753 г., так как осенью этого года Г. Рихман и М. В. Ломоносов должны были выступить с сообщениями о своих наблюдениях и сделанных выводах на ежегодном публичном заседании Академии наук. Времени оставалось мало, и они спешили. Вот почему 26 июля, когда ученые во время заседания в Академии наук заметили, что на город надвигается большая грозовая туча, они оба поспешили домой к своим «громовым» устройствам. Г. Рихман, кроме того, взял с собой гравировального мастера Соколова, чтобы тот зарисовал опыты. Даже не сняв парадного костюма, ученый начал наблюдения. Описание дальнейших событий мы предоставим очевидцам. Вот что повествует запись показаний Соколова: «...Когда г. профессор, посмотревши на указателя электрического, рассудил, что гром еще далеко отстоит, то уверил он грыдоровального мастера Соколова, что теперь нет еще никакой опасности, однако, когда подойдет очень близко, то-де может быть опасность. Вскоре после того, как г. профессор, отстоя на фут от железного прута, смотрел на указателя электрического, увидел помянутой Соколов, что из прута без всякого прикосновения, вышел бледно синеватый огненный клуб, с кулак величиною, шел прямо ко лбу г. профессора, который в самое то время, не издав ни малого голосу, упал назад на стоявший позади его сундук. В самый же тот момент последовал такой удар, будто бы из малой пушки выпалено было, отчего и оной грыдоровальный мастер упал на земь и почувствовал на спине у себя некоторые удары, о которых после усмотрено, что оные произошли от изорванной проволоки, которая у него на кафтане с плеч до фалд оставила знатные горелые полосы».

М. В. Ломоносов уцелел при своих наблюдениях лишь по счастливой случайности; расстояние между его домом и домом Рихмана составляло всего несколько сот метров. В тот нее день М. В. Ломоносов написал о случившемся И. И. Шувалову, с которым его связывали дружеские отношения:

«Милостивый государь Иван Иванович!
Что я ныне к вашему превосходительству пишу, за чудо почитайте... Я вижу, что г. профессора Рихмана громом убило в тех же точно обстоятельствах, в которых я был в то же самое время. Сего июля в 26 число, в первом часу пополудни, поднялась громовая туча от норда. Гром был нарочито силен, дождя ни капли. Выставленную громовую машину посмотрев, не видел я ни малого признаку электрической силы. Однако, пока кушанье на стол ставили, дождался я нарочитых электрических из проволоки искор, и к тому пришла моя жена и другие, и как я, так и оне беспрестанно до проволоки и до привешенного прута дотыкались, затем что я хотел иметь свидетелей разных цветов огня, против которых покойный профессор Рихман со мною споривал. Внезапно гром чрезвычайно грянул в самое то время, как я руку держал у железа, и искры трещали. Все от меня прочь побежали. И жена просила, чтобы я прочь шел. Любопытство удержало меня еще две или три минуты, пока мне сказали, что шти простынут, а притом и электрическая сила почти перестала. Только я за столом посидел несколько минут, внезапно дверь отворил человек покойного Рихмана, весь в слезах и в страхе запыхавшись... Он чуть выговорил: «Профессора громом зашибло». В самой возможной скорости, как сил было много, приехав увидел, что он лежит бездыханен. Бедная вдова и ее мать таковы же, как он, бледны... Первый удар от привешенной линей с ниткою пришел ему в голову, где красно-вишневое пятно видно на лбу, а вышла из него громовая электрическая сила из ног в доски. Нога и пальцы сини, и башмак разодран, а не прожжен. Мы старались движение крови в нем возобновить, затем что ,он еще был тепл, однако голова его повреждена, и больше нет надежды... Между тем умер господин Рихман прекрасною смертию, исполняя по своей профессии должность. Память его никогда не умолкнет».

Иллюстрация, приложенная М. В. Ломоносовым к «Слову о явлениях воздушных"

После смерти Г. Рихмана М. В. Ломоносов один продолжал исследования электричества. Осенью 1753 г. была напечатана его речь: «Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих». В ней ученый изложил свою теорию образования электричества в атмосфере. Она заключается в следующем. Существуют восходящие и нисходящие воздушные течения, ранее никем не замеченные. В то время как горизонтальные движения воздуха, то есть ветры, не производят электричества, восходящие и нисходящие потоки, вследствие трения частиц паров друг о друга, могут дать электричество. Грозы бывают чаще в 3—4 часа дня, так как именно в это время приземная часть атмосферы сильнее всего нагрета и легче и быстрее поднимается вверх. Если электрическая сила простирается до самой земли, то даже при наличии грозовой тучи молнии и грома нет; если же электричество до земли не доходит, то облако передает его земле круто — молнией и громом. Для предохранения домов от ударов молний нужно ставить в местах, удаленных от жилья, металлические стрелы, отводящие молнии в землю.

Чтобы доказать гипотезу о восходящем и нисходящем потоках воздуха в атмосфере, М. В, Ломоносов еще в 1751 — 1752 гг, выполнил многочисленные измерения плотности воздуха при различных температурах, вел наблюдения и запись гроз и северных сияний. В 1756 г. он начал писать диссертацию «Теория электричества, разработанная математическим путем», которая, однако, осталась незаконченной." Созданная ученым теория электричества — это логическое продолжение его теории теплоты. «Электрические явления — притяжение, отталкивание, свет и огонь, — писал М. В. Ломоносов, — состоят в движении. Движение не может быть возбуждено без другого двигающегося тела... Поэтому должна существовать нечувствительная жидкая материя, которая распространяется вне электрического тела и, изменяемая его силой, производит такого рода действия... Так как электрические явления происходят в пространстве, лишенном воздуха, то зависят от эфира, а потому, вероятно, нечувствительная материя и есть эфир». Эфир, по его мнению, это среда, заполняющая все пространство между телами и их мельчайшими частицами; сам он тоже состоит из движущихся частиц :и служит для передачи теплоты и света. Эфир, в понимании М. В. Ломоносова, оказался очень близок понятию электромагнитного поля, введенному впоследствии М. Фарадеем. М. В. Ломоносов считал, что электричество и свет являются различными формами движения частиц эфира и потому связаны между собой. Свои гениальные мысли о единой природе электричества и света ученый высказал в одном из наиболее значительных трудов — «Слове о происхождении света 9, опубликованном в 1756 г. Б нем он подвел итог своим теоретическим и экспериментальным изысканиям, начатым еще в 1749 г. при получении окрашенных стекол и исследовании природы цвета.
Из других работ М. В. Ломоносова по электричеству отметим его оставшуюся незаконченной статью «Испытание причин северных сияний». К ней ученый подготовил несколько десятков рисунков полярных сияний, с которых были сделаны гравюры на меди, сохранившиеся до нашего времени. Ломоносова очень интересовали также проблемы метеорологии. В 1751 г. он сконструировал анемометр — прибор для определения силы и направления ветра, а в 1754 г. пытался построить махолет, приводимый в действие часовой пружиной. Ученый предполагал использовать это устройство для поднятия самопишущих приборов в верхние слои атмосферы.

Михаил  Васильевич   Ломоносов, рисунок с гравюры Н. И. Уткина. 1834