避雷針的設計有什麼講究？

據科學家測算，全球每秒鐘都會發生閃電，1秒內有近50次，一年下來有近15億次。這其中有近4億次的閃電發生在雲層和地面之間——因為雲層底部積累了大量與地面相反的電荷，這些電荷想盡辦法企圖在空中匯合。

一道強光，伴隨著轟隆隆的雷聲，大量能量在萬分之幾秒的時間內傾瀉而出，在空中甚至能產生約20000℃的高溫，比太陽表面還要熱3倍多。如果有物體被閃電擊中，後果難以想像。

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富蘭克林「請君入甕」

為了減少雷電的危害，美國的科學家富蘭克林發明了避雷針，他把避雷針安裝在建築物的最高點，通過導線引入地下。避雷針在地面和空中之間連接形成了一個導電的通路，其實它的真實作用不是阻止雷電，而是讓電流從這條通路流走，使得建築物避開災難。

所以，避雷針實際上是一種引雷針。由於實際情況不同，避雷針也無法百分之百地保證建築物和人們的安全。不過在已經過去的100多年間，避雷針發揮的作用還是相當不錯的。

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避雷針的設計

物體帶有的電荷，常常傾向於向物體最尖的部分聚集。人們通常會把避雷針的頂部設計得非常尖。可是，美國科學家摩爾等人研究發現，尖利的避雷針雖然產生了很強的電場，但是離遠了，電場很快就會變弱，效果並不是很理想。要是把避雷針的頂端設計成圓球形，雖然附近的電場不太強，但影響的範圍卻更大。

作者：原理君

本作品為「科普中國-科學原理一點通」原創

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