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避雷針的上部有一段可能自身遭受側(cè)向雷擊的空間,稱為對針桿側(cè)擊區(qū);高架避雷針的引雷能力強(qiáng),當(dāng)側(cè)方襲來的下行雷電先導(dǎo)被避雷針引近而未能在針端接閃時(shí),會(huì)出現(xiàn)閃中
避雷針附近地面的情況,使得高架避雷針附近的地面落雷密度較該處平均落雷密度大,該地面稱為散擊區(qū)。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面積很小,電容也就很小,也就是說它所能容納的電荷很少。高聳的建筑物和高架避雷針附近地面出現(xiàn)散擊區(qū),遠(yuǎn)離避雷針的地方雷擊率不受避雷針的影響,稱為正常區(qū)。避雷針周圍空間側(cè)擊區(qū)、地面的保護(hù)區(qū)、地面的散擊區(qū)和正常區(qū)
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現(xiàn)代避雷針是美國科學(xué)家富蘭克林發(fā)明的。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)系著長長金屬導(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。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)系著長長金屬導(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。幸虧這次傳下來的閃電比較弱,富蘭克林沒有受傷。注意:這個(gè)試驗(yàn)是很危險(xiǎn)的,千萬不要擅自嘗試。1753年,俄國電學(xué)家利赫曼為了驗(yàn)證富蘭克林的實(shí)驗(yàn),不幸被雷死,這是做雷電實(shí)驗(yàn)的一個(gè)犧牲者。
避雷針傳入英國后,英國人也曾廣泛采用了富蘭克林的尖頭避雷針。常用避雷針(這里僅指單針)保護(hù)范圍的計(jì)算方法主要有折線法和滾球法。但美國獨(dú)立爆發(fā)后,富蘭克林的尖頭避雷針在英國人眼中似乎成了將要誕生的美國的象征。據(jù)說英國當(dāng)時(shí)的國王喬治二世出于反對美國革命的盛怒,曾下令把英國全部后家建筑物上的避雷針的尖頭統(tǒng)統(tǒng)換成圓頭,以示與作為美國象征的尖頭避雷針勢不兩立,這真是避雷針應(yīng)用上一件有趣的事情。