雷雨時節(jié)，雷鳴巨響總會讓人驚嘆大自然的神奇?，F(xiàn)實世界中，閃電劈人，擊倒大樹等雷擊事件常有發(fā)生。聰明的人類發(fā)明了避雷針來減少高樓建筑遭受雷擊。然而，事實上，避雷針無法百分之百地吸引雷電，也無法完全防止任何的雷電襲擊。這與人們所想的大相徑庭。難道避雷針不是用來避雷的嗎？它是用來降低雷擊概率的，但是，因為雷電無法預(yù)測，避雷針無法做到完全防雷。實際上，避雷針的主要作用是通過連地的導(dǎo)線把空氣中的電荷導(dǎo)向地面，提供了一條電線接地的通道將閃電導(dǎo)入地面，來達(dá)到預(yù)防雷電的目的。

避雷針的發(fā)明

本杰明·富蘭克林(BenjaminFranklin)首次發(fā)現(xiàn)閃電是由電構(gòu)成，就提出了避雷針的設(shè)計。從邏輯上來看，如果將一根金屬導(dǎo)電棒放置在某物體的最高點，閃電就會擊中它，將電直接導(dǎo)入地面后，就能夠避免對物體本身的損害。然而不幸的是，事情并沒有那么簡單。

聽起來覺得很奇怪吧，因為金屬本身不會吸引閃電。

在9000多米的高空中，閃電并不知道接下來它會擊中什么物體。當(dāng)云層和地面之間的電場發(fā)生分解時，空氣中一小部分成分會發(fā)生電離，這稱為步進(jìn)引線。隨著電離一步接一步地往下走，到最后離地面30多米左右時，才會發(fā)生一些奇怪的事情。地面上的物體向上射“彩帶”。當(dāng)閃電鏈之間接觸時，電路就形成了，電流也就流動了。就形成了我們平時所看到的閃電。

閃電

避雷針工作原理

避雷針是建立在本杰明·富蘭克林的閃電消散理論和閃電分流理論兩個原理的基礎(chǔ)上。

1.閃電消散理論

這個理論說，如果把一個尖頭的金屬物體指向極化云，這個金屬物體就能從云中流出一些能量，從而防止雷擊。

該理論實際上可以被證明。雖然這個理論在小尺度上站得住腳，但已經(jīng)證明它不能有效地消散風(fēng)暴中積累的大量能量。幸運(yùn)的是，消散裝置(避雷針)的設(shè)計也是一個很好的導(dǎo)流裝置。

2.雷電導(dǎo)流理論

閃電轉(zhuǎn)移理論說，如果給能量提供了一條更好的路徑，那么能量很有可能會沿著這條路徑前進(jìn)。

避雷針被設(shè)計成周圍最高的物體。這使他們離極化云更近，減少了閃電必須穿過空氣的距離。避雷針是由導(dǎo)電材料制成的，并通過高導(dǎo)電材料連接到地球上。這提供了一條低阻力的地面路徑，使之成為雷電跟隨的一條更好的路徑。

雖然以上兩種理論在實驗室中都是有效的，但只有導(dǎo)流理論才能提供一種可行的防雷系統(tǒng)。

高達(dá)10億伏的巨大電壓

當(dāng)空氣中一個異常巨大的負(fù)電荷積聚在地面上時，在與其對應(yīng)的空中產(chǎn)生一個正電荷時，閃電就會發(fā)生。由于空氣是一種非常好的絕緣體，因此，必須要巨大的電壓差才能產(chǎn)生電弧。

看過《回到未來》三部曲的應(yīng)該知道，馬丁穿越到過去后，時間機(jī)器沒有辦法工作。他找年輕的博士幫忙，博士說不可能實現(xiàn)，因為需要提供巨大的電能才能讓時間機(jī)器正常工作，而只有閃電才能產(chǎn)生的電壓達(dá)到12億伏特，這個能量足夠提供時間機(jī)器穿越時間。后來才想到利用鐘樓的避雷針來實現(xiàn)利用閃電。

有關(guān)避雷針的小知識

1、避雷針不會吸引閃電

2、避雷針不能保證避免雷擊。

3、避雷針不會在云中釋放電場。

4、避雷針直通地面，當(dāng)正確安裝時，它有助于保護(hù)建筑等物體的結(jié)構(gòu)。避雷針其實就是增加了一定的概率，使避雷針有更多的機(jī)會與雷電接觸，并試圖將將巨大的電流引導(dǎo)到地面。

5、避雷針有許多不同的樣式，空心、實心、尖的、圓形的、扁平的，有的還像刷子一樣。所有避雷針都是由導(dǎo)電材料制成的，例如銅和鋁。其中，銅及其合金是最常用的防雷材料。