科普知識:雷電的危害和預防

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1. 尖端放電與避雷針

在強電場作用下,物體曲率大的地方(如尖銳、細小的頂端,彎曲很厲害處)附近,等電位面密,電場強度劇增,致使這里空氣被電離而產生氣體放電現象,稱為電暈放電。而尖端放電為電暈放電的一種,專指尖端附近空氣電離而產生氣體放電的現象。

當雷雨云過境時,云的中下部是強大負電荷中心,云下的下墊面是正電荷中心,于是在云與地面間形成強電場。在地面凸出物如建筑物尖頂、樹木、山頂草、林木、巖石等尖端附近,等電位面就會很密集,這里電場強度極大,空氣發(fā)生電離,因而形成從地表向大氣的尖端放電。

避雷針是一根聳立在建筑物頂上的金屬棒(接閃器)與金屬引下線和金屬接地體等三部分組成的防雷裝置。它的作用是使可能會襲擊建筑物的閃電吸引到它上面,再進入地里,借以保護建筑物。關于避雷針為何能防雷的機制,尚待進一步研究。有人認為避雷針的尖端放電,中和了雷雨云中積累的電荷,起到了消除電的作用。但近年來通過尖端放電電量計算,它遠不能中和所有電荷。

2. 人的閃電防護

雷鳴電閃時在室外的人,為防雷擊,應當遵從四條原則。一是人體應盡量降低自己,以免作為凸出尖端而被閃電直接擊中。二是人體與地面的接觸面要盡量縮小以防止因“跨步電壓”造成傷害。所謂跨步電壓是雷擊點附近,兩點間很大的電位差,若人的兩腳分得很開,分別接觸相距遠的兩點,則兩腳間便形成較大的電位差,有強電流通過人體使人受傷害。第三是不可到孤立大樹下和無避雷裝置的高大建筑體附近,不可手持金屬體高舉頭頂。第四是不要進水中,因水體導電好,易遭雷擊?傊,應當到較低處,雙腳合攏地站立或蹲下,以減少遭遇雷的機會。

雷電期間在室內者,不要靠近窗戶、盡可能遠離電燈、電話、室外天線的引線等;在沒有避雷裝置的建筑物內,應避免接觸煙囪、自來水管、暖氣管道、鋼柱等。


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