避雷针与喷电火的龙头.doc

避雷针与喷电火的龙头1752年富兰克林做了著名的“风筝试验”之后，于1760年在美国费城制造了第一个避雷针。它是由铁钉、引入线和接地线组成的。铁针安在要保护的高大建筑物上，引入线用的是铁棍，接地线是一块金属板，深埋在地下潮湿的泥土中（图18）。当带电的云层接近高大建筑物时，由于静电感应，建筑物带上了与云层相反的电荷，但是，由于有尖端的避雷针，不等建筑物上聚集起大量的电荷，就在避雷针和云层之间发生小规模的放电了，放电通过避雷针和接地的导体这条最易于导电的通路，持续不断地进行，使得建筑物和云层之间不可能再发生强烈的放电，于是建筑物就可避免雷击的危险。但是，关于避雷针的发明问题也有不同的说法。有一个外国修道士马卡连游历了中国之后，于1688年出版了一本介绍中国的书，对于当时中国的房屋建筑，他写道：“屋顶的四角都被雕饰成龙头的形状，仰着头，张着嘴，在这些怪物的舌头上有一根金属芯子，这金属芯子的末端一直通到地里，不会产生任何危硷”（图19），这实际上就是避雷针。因此，应该说中国人发明避雷针远比富兰克林要早得多。像上面讲的龙头，在我国古代建筑中几乎随处可见。据说在雷击时有人还看见龙口中喷出二、三尺长的电光呢！为了说明避雷针的工作原理，可以做如下的实验。把A、B两个表面非常光滑的球形导体，放在绝缘支架上，让它们互相靠近。使A球带电，然后把B拿开，用验电器检查B，就知道这时B球没有带电，表明A球上的电荷没有跑到B球上去。现在给A球安上一个尖端（图110），再像上面说的那样做一次实验，就会知道，B球也带上了与A球同种的电荷，表明A球上的一部分电荷通过尖端跑到B球上去了。上面的实验表明，电荷从导体的尖端很容易跑出来。电荷从导体的尖端跑出来的现象叫做尖端放电。避雷针就是利用尖端放电现象制作的。当带电的云靠近建筑物上方时，地面受感应所产生的异种电荷就从避雷针的尖端逐渐放出来，跟云里的电荷逐渐中和，避免大规模的放电发生，也就是避免雷击发生。如果有时来不及跟云里的电逐渐中和，就在云和避雷针之间发生大规模的放电，雷电落在避雷针上，不致毁坏建筑物。避雷针跟地连通得好不好，对于能不能避雷有很大的关系。如果连通得不好，不但不能避雷，还会招雷。