为什么避雷针的尖端很尖锐?

发布网友发布时间：2022-04-27 05:36

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热心网友时间：2022-06-27 00:54

随着夏季的来临，雷雨天气增多了。和雷雨一起到来的还有闪电，闪电和雷声是同时发生的，只是由于闪电在空气中的传播速度远远快于声音在空气中的传播速度，导致我们先看见闪电，后听见雷声。

闪电的威力是很强大的，其产生的温度可高达几万度，使得空气受热，急速膨胀，发出“咔咔”的恐怖声音。但是人类是有智慧的，因而人类总是能想到办法来以防被闪电击中——避雷针。现在绝大多数的避雷针的尖端都做的很尖锐，但是为什么要做的那么尖锐呢？

其实，避雷针只是“尖端放电”效应的一种应用。如果一个带电导体的尖端很尖锐，导体的尖端部分所集中的电子相对较多，电场强度就很强，只要尖端积累的电子足够多，我们就可以观察到离尖端附近的空气中有放电的现象，这就是尖端放电现象。

要想产生尖端放电现象，关键的是使得导体尖端部分的电场足够强。就要求导体的尖端在单位体积内积累的电子足够多，所以最简单的方法就是将导体的尖端做得很尖锐。

当然，我们不能盲目的在所有的地方都把导体的尖端都做得很尖锐。因为尖端在放电的同时，还会产生一种“电晕”现象，这是由于放电尖端附近的空气中的离子与分子相互碰撞时，分子处于激发态[1]（激发态是指除了电子的最低能态中其他可能的能态，所谓的“分子处于激发态”其实是指的分子中内部的电子处于激发态），处于激发态的分子是不稳定的，会有以光的形式放出能量从激发态回到基态的倾向，因而我们能够看见产生的光——“电晕”。在高压线附近的电晕恰恰浪费了很多电能，为了尽可能避免产生电晕，就在把高压线的表面做得光滑，以减少放电现象的发生次数。

对避雷针有一定的了解之后，我们就可以比较容易理解为什么人们总在说打雷有闪电的时候不要躲在树下和那些高耸的建筑物旁了吧。在雷雨天气里，即便是大树也有可能产生尖端放电现象的，并不是整个一棵树所产生的，而是那些树叶的尖端。同理那些高耸的建筑物也是可以产生尖端放电现象的，从而引发雷击。

手机或座机都是靠电磁波来通讯的。在雷雨天气中，应避免玩手机或打电话，因为闪电可根据电磁波建立的电磁场进行传播，进而可能引发雷击伤人。此外，我们还应该把家里的电路断开，尤其是电脑、电视等靠电磁波通讯的电子设备。

参考文献：

[1]赵凯华，陈熙谋.电磁学（三版）[M].高等教育出版社，2013：96.