避雷針為什麼能避雷的科學故事

1 避雷針為什麼能避雷的科學故事

所謂雷電現象， 就是空中雲層積累的電荷達到頗大數量時， 它與附近的帶電雲層或物體間產生很大的電勢差， 形成很強的電場， 兩部分異性電荷突破周圍空氣的阻礙去中和， 發生強烈放電， 這時在電通過的路徑上發出聲和光， 就是雷電。 雷電通常發生在不同的雲塊之間， 或雲的下部與地面物之間。 我們要避免的只是雲和地或地上物之間的雷電。 如果這塊雲的上部帶正電， 下部帶負電， 則地面上感應出來的電是正電， 此時地面上的凸出物（房屋、樹或人體）就有可能與雲中電荷發生放電現象，

遭到雷擊的災禍。

裝置避雷針是避免雷擊的有效方法。 在房屋最高處豎一金屬棒， 棒下端連一條足夠粗的銅線， 銅線下端連一塊金屬板埋入地下深處潮濕處。 金屬棒的上端須是一個尖頭或分叉為幾個尖頭。 有了這樣的裝置， 當空中有帶電的雲時。 避雷針的尖端因靜電感應就集中了異種電荷， 發生尖端放電， 與雲內的電相中和， 避免發生激烈的雷電、這就是避雷針能避雷的一方面。 但這種作用頗慢， 如果雲中積電很快， 或一塊帶有大量電荷的雲突然飛來， 有時來不及按上述方式中和， 於是有強烈的放電， 加雷電仍會發生。 但這時由於避雷針高過周圍物體， 它的尖端又集中了與雲中電異號的電荷，

如果雷電是在雲和地面物之間發生， 放電電流主要通過避雷針流入大地， 因此， 不會打在房屋或附近人的身上， 只會打在避雷針上了。 由此可見， 避雷針的尖端放電作用會減少地面物與雲之間打雷的可能性；到了不可避免時， 它自己就負擔了雷的打擊， 房屋與人得到了安全。

由於避雷針的構造和作用， 我們要特別注意保持避雷針的良好導電性。 一旦有一處聯接不好， 或斷了， 斷口以上的一段就成為一個隔離的導電系統。 當雲中有電荷時， 這隔出的部分上部感應出與雲中電異號的電荷， 而下部感應出與雲中電同號的電荷， 如果上部和雲中電起放電作用時， 強大的放電電流只能通過建築物放出大量熱量，

於是引起雷擊。 這樣不但不能避雷， 反而還招來雷禍。 為防意外， 高大建築物最好豎起幾條避雷針。 另外， 每一又避雷針只能保護一定的建築面積。 對於較大的建築物也需要豎起幾條避雷針。

2 避雷針為什麼能避雷的科學故事點評

當雲層上電荷較多時， 避雷針與雲層之間的空氣就很容易被擊穿， 成為導體。 這樣， 帶電雲層與避雷針形成通路， 而避雷針又是接地的。 避雷針就可以把雲層上的電荷導人大地， 使其不對高層建築構成危險， 保證了它的安全。