避雷針是誰(shuí)發(fā)明
美國(guó)科學(xué)家誰(shuí)發(fā)明了避雷針?
現(xiàn)代避雷針是美國(guó)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(diǎn),他在1752年7月的一個(gè)雷雨天,冒著被雷擊的危險(xiǎn),將一個(gè)系著長(zhǎng)長(zhǎng)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銀鑰匙。當(dāng)雷電發(fā)生時(shí),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(lái)的閃電比較弱,富蘭克林沒(méi)有受傷。
注意:這個(gè)試驗(yàn)是很危險(xiǎn)的,千萬(wàn)不要擅自嘗試。1753年,俄國(guó)著名電學(xué)家利赫曼為了驗(yàn)證富蘭克林的實(shí)驗(yàn),不幸被雷電擊死,這是做雷電實(shí)驗(yàn)的第一個(gè)犧牲者。
在成功地進(jìn)行了捕捉雷電的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)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(shí),他就從兩者的類比中作出過(guò)這樣的推測(cè):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(jì)了風(fēng)箏實(shí)驗(yàn),而風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)的成功反過(guò)來(lái)又證實(shí)了他的推測(cè)。
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(zhǎng)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(kāi)。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(guò)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(gè)有重大應(yīng)用價(jià)值的技術(shù)成果。
原理
在雷雨天氣,高樓上空出現(xiàn)帶電云層時(shí),避雷針和高樓頂部都被感應(yīng)上大量電荷,由于避雷針針頭是尖的,所以靜電感應(yīng)時(shí),導(dǎo)體尖端總是聚集了最多的電荷。
這樣,避雷針就聚集了大部分電荷。避雷針又與這些帶電云層形成了一個(gè)電容器,由于它較尖,即這個(gè)電容器的兩極板正對(duì)面積很小,電容也就很小,也就是說(shuō)它所能容納的電荷很少。
而它又聚集了大部分電荷,所以,當(dāng)云層上電荷較多時(shí),避雷針與云層之間的空氣就很容易被擊穿,成為導(dǎo)體。這樣,帶電云層與避雷針形成通路,而避雷針又是接地的,避雷針就可以把云層上的電荷導(dǎo)入大地,使其不對(duì)高層建筑構(gòu)成危險(xiǎn),保證了它的安全。
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