8、避雷针大学物理.pdf

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1、1 人们经常说：“站得高，看得远”，然而有时候站得太高也 不是好事，比如图片中的雕像就是世界闻名的巴西标志性 建筑里约基督像。基督像位于巴西里约热内卢市的科 科瓦多山顶，山高710米，基督像身高30米，站立在8米的 基座上，其在2007年入选世界新七大奇迹。 2 因为里约热内卢处在热带雨林，雨水常常伴随着闪电，而 这尊耶稣像有耸立在里约热内卢最高山科科瓦多山顶，更 不用说加上耶稣像的38米。它就是这座城市最高的建筑， 所以成为了活靶子，经常被雷劈，它差不多每年都要被劈 上3-5次，从这尊雕像建立至今，已经被劈了上百次了。 其至今屹立不倒的原因正是因为其上在设计之初就考虑了 避雷针。避雷针的作用

2、是避免被雷击中吗？其实不然。 3 我们知道雷电是一种大气被电场击穿后的剧烈放电现象， 而当建筑物上安装有尖尖的避雷针时，我们前面学过导体 表面的电场强度与电荷密度成正比，避雷针尖锐的顶端会 尖端会聚集正电荷，其电场强度就会远大于建筑物的其他 部分，这样如果形成闪电时，电离的空气导路就会使电流 沿着避雷针相连的导线流向大地。从而保护了建筑物。所 以按照国家标准称呼其为“接闪杆”，也许更加形象与贴切。 4 说到这，我们不妨回顾一下避雷针的有趣的历史。 19世 纪以前,每逢大雷雨天,总会有一些高大建筑受到雷击,遭到 毁坏。迷信的人们总是认为这是雷公或天上的神灵发怒， 因此,他们就盲目地祈祷,以求神灵

3、息怒。 为了揭开打雷的秘密,1752年美国著名电学家富兰克 林在做“风筝实验”的基础上,提出打雷不过是自然界里一种 放电现象。他说只要在建筑物上安装一根尖金属杆,其末端 通过导线接地就行了。就这样,最初的避雷针诞生了。 当 然需要注意：风筝试验是很危险的，虽说它从一个侧面反 映了科学家的献身冒险精神，不过千万不要擅自尝试，因 为我们现在有更多更安全的方式来验证。 在1754年，避雷针开始应用，特别是教堂很多都会有高耸 的部分，富兰克林特意提醒需要安装避雷针，然而牧师们 却嗤之以鼻。不过当一场挟有雷电的暴风雨过后，大教堂 着火了，而装有避雷针的高层房屋却平安无事。从此，高 层建筑都会安装避雷针加以保护，科学也让自然的神秘性 不断褪去。 5 另外基督像安装避雷针以后也不是说一劳永逸地解决了雷 击问题，事实上雷击的电流如此强大，物理知识告诉我们 即使电阻很小其产生的热量也可能融化金属，所以每隔一 段时间就需要工人去检查维护。 避雷针的作用与历史只是人类科学历程中小小的一幕，它 反映了科学技术创造和保护着人类的物质文明，科学精神 引导着人类摆脱愚昧、迷信和教条。也正如避雷针的作用 一样，科学将让人类能走向更远的未来。 6 7