奇妙的放电世界

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奇妙的放电世界

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奇妙的放电世界

作者：王恒廖红… 文章来源：摘自《科学时报》点击数：更新时间：2006-4-5

大雨倾盆，从天而降。田野完全笼罩在黑暗之中，一道白光劈开天幕，紧接着便是轰鸣的雷声。这就是大气中的放电现象。它就是人们常说的闪电。地球上空每年发生闪电多达31亿次，平均每秒中就有100次之多。这些电都到哪里去了呢?

　　地球上空每年发生闪电多达31亿次，平均每秒中就有100次之多。由于大多数闪电都发生在云层之上，人们一般观察不到。利用高压放电现象我们能够欣赏到电视屏幕上动人的画面和色彩鲜艳的霓虹灯。

　　任它电闪雷鸣，我自安然无恙

　　火花放电我们经常看见，闪电就是这种自然现象，它是带电雷云与大地之间以及雷云之间发生的火花放电。科技馆模拟演示了这种自然现象，在模拟的建筑物上空人为地形成一个高压区，没有避雷针的房屋会被雷击，有避雷针的则安然无恙。闪电引起的林火曾启示人类钻木取火，加速了人类的进化。但闪电又给人类带来不少危害，它能击毁建筑，烧毁森林、击毙人畜、破坏高压输电系统、干扰无线电通讯。因此人们采用各种形式的避雷针、避雷线等来防止雷击造成的危害。现在已有一种能作大范围保护的避雷针，用几个这样的避雷针就可以保护一座城市。

　　电光火石间的惊险体验

　　远古时代，人类面对闪电往往惊惧不已。即使在今天，当放电的火花直奔你而来的时候，恐惧也会油然而生。但是，如果你坐在法拉第笼中时，放心好了，你是绝对安全的。

　　法拉第笼是科技馆另一个与放电有关的展品。法拉第是电磁学的伟大奠基人，法拉第笼是以他的名字命名的一种典型的屏蔽防护设备，它是一个用金属网封闭的笼子。当几十万伏的人工雷电击向笼子时，坐在笼内的人却安然无恙。这是由于金属网的屏蔽作用使笼内的电场强度为零。静电屏蔽原理在人们日常生活、科学研究和工业上有许多妙用。收音机、电视机和其它电子设备中使用的屏蔽罩、屏蔽电缆；电力工作者用铜丝网做成“等电位服”穿在身上，创造了超高压自由带电作业的奇迹；科学工作者坐在法拉第笼内操作高压设备进行科学实验，都是这种现象的应用。尽管带电云层使得天空中的电场复杂多变，充满危险，但依仗金属外壳的静电屏蔽作用，人类早已能驾着飞机进入“雷公”、“电母”的禁区。

　　谁控制了电

　　美丽壮观的放电现象是怎么被我们控制的呢？实际上这是运用了沿面放电的原理。在一块1米见方的玻璃板两端有两个电极，一极接高压，一极接地。逐渐增大两极间的电位差，十分有趣的放电现象便在玻璃表面发生。为什么会出现这种沿面放电的现象呢？这是由于在高压下，玻璃与电极间隙中的空气被电离，形成正、负离子，它们在强电场中获得很大的动能，分别向两电极方向运动。由于玻璃的绝缘强度比空气大得多，因此玻璃不会被击穿，致使带电粒子只能沿着玻璃板表面的空气形成放电通道，此时人们就会看到放电现象。

文章录入：kxhzg 责任编辑：kxhzg

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