书城童书无处不在的物理(人生解密)
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第53章 神奇的葫芦

五一黄金周,小明一家人去旅游。汽车从温州往苏州开进,一路上都是平原,平原上建着星星点点的房子,大多三四层,很多风格,最简单的就是什么格调都没有的格子式房子,也就是最朴实的民居。印象最深的是一种仿欧式的房子,虽然也都是民居,不过,房顶被做成葫芦形,很有点古罗马的味道,有点滑稽,可正是这引发了小明的好奇心:这些建筑物上的葫芦顶是做什么用的呢原来这好看的葫芦顶是用来避雷的,有点类似于避雷针。避雷针的作用并不是阻挡雷电,而是沿着安全的路径使云层里的电荷和地面的电荷中和,从而保护建筑物免受雷电的袭击。

根据静电学的原理,带电导体表面上较尖的地方,电荷密度会比其他地方高,所以避雷针的尖端与其他地方相比,集合了更多的正电荷。引导云层中的负电荷沿着避雷针频繁地往地面放电,以免云层中的负电荷积累太多,一次性过多的放电会形成具有巨大破坏力的雷电,击中地面上聚集了较多正电荷的建筑物。

但是,请注意,避雷针是不可能百分之百保护建筑物的,大家现在基本也都熟悉了,实际上避雷针本身就是一个引雷针,它是由接闪器、引下线和接地体组成的。把避雷针装到建筑物上,由于它比建筑物本身高一些,所以雷电会首先打到避雷针上,这时避雷针本身就提供了一个闪电的通道,通过引下线跟大地相连的导体,把雷电的大电流引到大地中去,或者说是它通过牺牲自己,保护了周围的环境。避雷针的高度要根据被保护的建筑物的高度和范围来确定。

另外,因为引下线本身就是一个雷电的通道,所以强大的电流经过引下线,还会产生强烈的电磁辐射,这种电磁辐射对建筑物内的电子设备还是会产生影响的,不是说装了避雷针,这个建筑物里面就安全了,对于一些电子设备还要安装浪涌保护器,以防感应雷害的发生。另外,避雷针也不可能百分之百保护建筑物本身,雷电绕过避雷针而打到建筑物上的绕击现象也可能发生,只是说打到避雷针的概率大一些,击中建筑的概率小一点。

那么遭遇雷电天气的时候,我们使用移动通讯设备会不会有危险呢?从科学角度来讲,对于以手机为代表的移动通讯设备是否会引雷,目前还没有太多的证据支持这个说法,起码没有太直接的证据证实这一点。不过因为它本身是一种电子设备,在打雷的时候,很有可能会遭到损坏,所以雷雨天气时还是要尽量避免使用手机。

当我们在野外很空旷的地方遭遇雷电时,汽车是不是一个最好的避雷场所呢?不错,如果没有其他地方可躲避的时候,汽车确实是一个比较好的场所,因为汽车本身就是一个金属壳体,相当于一个屏蔽室,即便雷打到汽车上,电流也会沿着汽车壳体表面流动并将电流释放到地面,汽车里面是相对安全的。