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一些雷电小知识 打印 E-mail

2007-6-5  来源:本网整理

 
 
放电
  带电体的电荷消失而趋于中性的现象叫做放电。放电可以通过导体,也可以通过气体,其中电流通过气体的放电现象叫做气体放电。在气体放电中,随着气体性质、电极、电压和电流的情况不同,又有弧光放电、火花放电等不同形式。弧光放电所需电压不高而电流很强,例如弧光灯、电焊机、电弧炉中的放电现象。火花放电是在电压差很高的正负带电区域之间、显出闪光并发出声音的短时间的气体放电现象。

富兰克林
  富兰克林(1706_1790)是美国科学家,在电学方面有很大的贡献。他的第一个贡献是在前人的“玻璃电”和“树脂电”的基础上,发现了正电和负电及电荷守恒定律;他的第二个贡献是统一了天电和地电,发明了避雷针,彻底破除了人们对雷电的迷信。当时社会上对雷电的危害有一种恐惧心理,有人认为雷电是“毒气爆炸”,有人认为雷电是“上帝之火”。富兰克林为破除这种迷信思想,一直在思考着雷电的本质。有一天,富兰克林将几只莱顿瓶连起来做实验,以加大电容量。实验中,他的夫人丽达进来观看,一不小心碰了莱顿瓶,突然闪过一团电火,随着轰的一声巨响,丽达被电击倒在地,不省人事。这起事故在富兰克林脑海里留下了深刻的印象,尤其是那伴随着轰鸣声的电火,使他联想起暴风雨中的雷电。他觉得很有必要把雷电“捉”下来进行研究,于是在1752年7月做了著名的用风筝捕捉天电的实验。

避雷针
  避雷针是一种避雷装置。通常所见的避雷针由三部分组成:一根上端比较尖的金属棒,金属棒下端连接着导线,导线连在一块埋在地下的金属板上。避雷针是根据尖端放电的原理制成的,有两个作用:一是当云块接近避雷针时,避雷针可以把因静电感应带的电随时放入空中与云中的电中和,从而化剧烈的放电为缓和的多次放电,减少雷击的可能性;二是作为放电的通路,使电从避雷针的导线中流过,而不至于破坏建筑物。避雷针的装置除上述方法外,还有在平顶的高层建筑上安装环状金属圈的,它的作用与金属棒相同。

雷电
  雷电现象是自然界中的大规模的火花放电现象。春夏季,由于急剧上升的气流与云中的水滴或冰晶发生碰撞,使云块带电。在云块内部、云与云之间或云与地面之间形成很强的电场,足以把大气层击穿,爆发出强大的电火花,这就是闪电。闪电通路中的电流也很大,平均可达几万安培,在少数情况下可达20万安培。闪电通道的直径大约只有十几到几十厘米,在这狭窄的空气柱里流过这么强的电流,温度可高达20000℃以上,将空气烧得炽热,发出白光。同时,空气由于受热会迅速膨胀,而闪电一过又很快地冷却收缩,这一胀一缩,必然引起猛烈的振动而发出巨大的声响。更准确地说,在闪电爆发的一瞬间,发出的是一种“冲击波”,它以每秒约5千米的速度向四面八方传播。冲击波有巨大的破坏力,可以击毁建筑物、树木,击死、击伤人畜。冲击波在向外传播的过程中,波长逐渐增加,变成了声波。
  一次雷声可延续30~40秒,有时长达1分钟。为什么每次闪电后,我们能听到连续的隆隆声呢?这是声波在云层中间和地面之间,来回不断地几次反射的结果。雷声不能传播很远,一般在离闪电20千米外,只能隐隐约约地听到雷声。云中的放电,由于高空空气较稀薄,经常是只见闪电,不闻雷声。

 

 
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