放电现象之谜

放电现象之谜

带电物体失去电荷的现象叫做放电。常见的放电现象有以下几种：

1.接地放电

地球是良好的导体，由于它的体积特别大，所以能够接受大量电荷而不明显地改变地球的电势，这就如同从海洋中抽水或向海洋中放水，并不能明显改变海平面的高度一样。如果用导线将带电导体与地球相连，电荷将从带电体流向地球，直到导体带电特别少，可以认为它不再带电。（如果导体带正电，实际上是自由电子从大地流向导体。这等效于正电荷从导体流向大地。）在实际生产和生活中往往要避免电荷的积累，这时接地是一项有效措施。

2.尖端放电

通常情况下空气是不导电的，但是如果电场特别强，空气分子中的正负电荷受到方向相反的强电场力，有可能被“撕”开，这个现象叫做空气的电离。由于电离后的空气中有了可以自由移动的龟荷，空气就可以导电了。空气电离后产生的负电荷就是电子，失去电子的原子带正电，叫做正离子。

由于同种电荷相互排斥，导体上的静电荷总是分布在表面上，而且一般说来分布是不均匀的，导体尖端的电荷特别密集，所以尖端附近空气中的电场特别强，使得空气中残存的少量离子加速运动。这些高速运动的离子撞击空气分子，使更多的分子电离。这时空气成为导体，于是产生了尖端放电现象。

尖端放电在技术上有重要意义。高压输电导线和高压设备的金属元件，表面要很光滑，为的是避免因尖端放电而损失电能或造成事故。

3.火花放电

当高压带电体与导体靠得很近时，强大的电场会使它们之间的空气瞬间电离，电荷通过电离的空气形成电流。由于电流特别大，产生大量的热，使空气发声发光，产生电火花。这种放电现象叫火花放电。

火花放电在生活中经常会遇到。干燥的冬天，身穿毛衣和化纤衣服，长时间走路之后，由于摩擦，身体上会积累静电荷。这时如果手指靠近金属物品，你会感到手上有针剌般的疼痛感。这就是火花放电引起的。如果事先拿一把钥匙，让钥匙的尖端靠近其他金属体，就会避免疼痛，在光线较暗的地方试一试，在钥匙尖端靠近金属体的时候，不但会听封响声，还会看到火花。

在一些工厂或实验室里，存在大量易燃气体，工作人员要穿一种特制的鞋，这种鞋的导电性能很好，能够将电荷导人大地，避免电荷在人体上的积累，以免产生火花放电，引起火灾。

4.闪电

带电云层之间或带电云层和地面之间发生强烈放电时，产生耀眼的闪光和巨响，这就是闪电。闪电的放电电流可以高达几十万安培，会使建筑物遭受严重损坏。这就是雷击。

为了避免雷击，人们设计了避雷针。避雷针是针状金属物，装在建筑物的顶端，用粗导线与埋在地下的金属板相连，以保持与大地的良好接触。当带电云层接近时，大地中的异种电荷被吸引到避雷针的尖端，并由于尖端放电而释放到空气中，与云层中的电荷中和，达到避雷的目的。

闪电也有积极的意义。闪电产生的高温使空气中的氮和氧化合，随雨水降至地面形成硝酸盐。这些硝酸盐是天然的氮肥。闪电过程中产生的臭氧，能保护地球上的生命免受过量紫外线伤害。原始生命起源于有机物分子，有一种生命起源学说把最初有机物分子的产生也归功于闪电。