1、雷電現(xiàn)象和避雷針的發(fā)明雷電是大氣中一種劇烈的放電現(xiàn)象。由于云層相互摩擦、碰撞而 使不同的云層帶不同的電，當(dāng)電壓達(dá)到可以穿過空氣的程度以后， 臨 近的兩片云層會發(fā)生放電現(xiàn)象，產(chǎn)生電花和巨大的響聲。放電時的電 流可達(dá)幾萬安到十幾萬安，產(chǎn)生很強(qiáng)的光和聲。放電如果通過人體， 能夠立即致人死亡，如果通過樹木、建筑物，巨大的熱量和空氣的振 動都會使它們受到嚴(yán)重的破壞。避雷針是一種防止直接雷擊的裝置。它的作用是將高空的雷電引 向自身，使之瀉入大地，從而保護(hù)周圍的建筑物。實際上，避雷針在 我國出現(xiàn)最早.據(jù)谷梁傳左傳淮南子等著作記載，在我國 南北朝時期即出現(xiàn)了為防止雷擊而在建筑物上安裝“避雷室”。宋朝以來，許多

2、建筑物都有不同形式的“雷公柱”。 廣西真武閣四柱不落 地，德慶縣文廟四柱不頂天，都是古代建筑師為使廳堂的人有地方避 開雷擊，消除了電學(xué)上所稱“跨步電壓”的危險。現(xiàn)代避雷針是美國科學(xué)家富蘭克林發(fā)明的。富蘭克林認(rèn)為閃電是 一種放電現(xiàn)象。為了證明這一點，他在 1752年7月的一個雷雨天，冒 著被雷擊的危險，將一個系著長長金屬導(dǎo)線的風(fēng)箏放飛進(jìn)雷雨云中， 在金屬線末端拴了一串銅鑰匙。當(dāng)雷電發(fā)生時，富蘭克林手接近鑰匙， 鑰匙上迸出一串電火花。手上還有麻木感。幸虧這次傳下來的閃電比 較弱，富蘭克林沒有受傷。在成功地進(jìn)行了捕捉雷電的風(fēng)箏實驗之后， 富蘭克林在研究閃電與人工摩擦產(chǎn)生的電的一致性時，他就從兩者的類

3、比中作出過這樣的推測：既然人工產(chǎn)生的電能被尖端吸收， 那么閃 電也能被尖端吸收。他由此設(shè)計了風(fēng)箏實驗，而風(fēng)箏實驗的成功反過 來又證實了他的推測。他由此設(shè)想，若能在高物上安置一種尖端裝置， 就有可能把雷電引入地下。富蘭克林把這種避雷裝置：把一根數(shù)米長 的細(xì)鐵棒固定在高大建筑物的頂端，在鐵棒與建筑物之間用絕緣體隔 開。然后用一根導(dǎo)線與鐵棒底端連接。再將導(dǎo)線引入地下。富蘭克林 把這種避雷裝置稱為避雷針。經(jīng)過試用，果然能起避雷的作用。避雷 針的發(fā)明是早期電學(xué)研究中的第一個有重大應(yīng)用價值的技術(shù)成果。防直擊雷電的避雷裝置一般由三部分組成，即接閃器、弓I下線和 接地體；接閃器又分為避雷針、避雷線、避雷帶、避

4、雷網(wǎng)。以避雷針 作為接閃器的防雷電原理是：避雷針通過導(dǎo)線接入地下，與地面形成 等電位差，利用自身的高度，使電場強(qiáng)度增加到極限值的雷電云電場 發(fā)生畸變，開始電離并下行先導(dǎo)放電；避雷針在強(qiáng)電場作用下產(chǎn)生尖 端放電，形成向上先導(dǎo)放電；兩者會合形成雷電通路，隨之瀉入大地, 達(dá)到避雷效果。實際上，避雷針是引雷針，可將周圍的雷電引來并提 前放電，將雷電電流通過自身的接地導(dǎo)體傳向地面， 避免保護(hù)對象直 接遭雷擊。而避雷針在最初發(fā)明與推廣應(yīng)用時，教會曾把它視為不祥之物， 說是裝上了富蘭克林的這種東西， 不但不能避雷，反而會引起上帝的 震怒而遭到雷擊，但是，在費城等地，拒絕安置避雷針的一些高大教 堂在大雷雨中相繼遭受雷擊。而比教堂更高的建筑物由于已裝上避雷針，在大雷雨中卻安然無恙由于避雷針已在費城等地初顯神威，它立即傳到北美各地，隨后 又傳入歐洲。避雷針傳入法國后，法國皇家科學(xué)院院長諾雷等人開始 反對使用避雷針，后來又認(rèn)為圓頭避雷針比富蘭克林的尖頭避雷針 好。但法國人仍然選用富蘭克林的尖頭避雷針。 據(jù)說當(dāng)時的法國人把 富蘭克林看作是蘇格拉底的化身。富蘭克林成了人們崇拜的偶像。他 的肖像被人們珍藏在枕頭下面，而仿照避雷針式樣的尖頂帽成了 1778 年巴黎最摩登的帽子。富蘭克林的尖頭避雷針在英國人眼中似乎成了將要誕生的美國的 象征。據(jù)說英國當(dāng)時的國王喬治二世出于