登陆注册
28936600000006

第6章 从尖铁棒到等离子带

1753年,在美国的勃兰地兹,出了一件“怪事”:一些房屋上竖起了一根根铁棒,它们的尖端直指苍穹。

“这还了得,竟敢把‘矛头’指向上帝!太不吉利了,太不吉利了!”

在教会和保守势力这样的蛊惑下,一些居民当晚就偷偷拆下了这些尖铁棒。

“不吉利”果然降临人间——一阵挟着雷电的暴风骤雨之后,没有那种尖铁棒的、“神圣”的教堂着火了。

愚昧付出了惨痛的代价,而装有尖铁棒的房屋则安然无恙——这和“太不吉利”的预言正好相反。

我们知道,那些尖铁棒就是西方最早的避雷针,它是美国科学家富兰克林(1706~1790)首先在这个地区试用的——一年前的夏天,他作出了这个发明。而有史料记载的世界上的第一根避雷针,则出现在中国的唐代武则天时期(684~704)。那时五台山的五个“台顶”曾建立过“镇龙”铁塔——一种避雷针。

富兰克林的避雷针的原理,是用“尖头”来引雷,这在理论上完全正确——与其对空中积累的电荷进行“堵拒”,倒不如“引导”,就像大禹当年治水“疏通九河”那样。

但是,当尖头避雷针在1762年传到英国以后,英国国王乔治三世(1738~1820)在约1780年却认为:避雷针应该做成钝头的形状,这样才可以“拒雷”。

于是,一场关于避雷针形状的争论,就持续了100多年。

在20世纪,美国物理学家莫尔对避雷针形状进行了30多年的研究,最后得到了正确的结论:用钝头避雷针“引雷”来避雷,比用尖头避雷针“拒雷”来避雷的效果更好——富兰克林和乔治三世各对一半,各错一半。

但是,人们却不止一次地发现,即使装上钝头避雷针或避雷带,也不是进了“保险箱”——“雷公”、“电母”年年岁岁光顾,雷击灾难岁岁年年降临。

这又是什么原因呢?科学家们终于开了窍:安装避雷针或避雷带是被动地“守株待‘雷’”;而且,时机也不好——不是把它消灭在“摇篮”之中,而是等它长成“大器”之后。

这下拨云见日了—要主动出击,要趁早动手!

基于这种思路,世界各国主动出击、趁早动手的避雷发明百花齐放。

在1990年的北京亚运会的建筑物上,发明家采用的是一种全新的避雷措施,这就是当时中国最新研制成的“半导体消雷器”。

半导体消雷器的原理是,变传统的被动引雷为主动消雷,把雷击消灭在发生之前的“萌芽状态”。当空中聚集到一定量电荷的时候,消雷器就能“感觉”出来;在可能形成雷击之前,消雷器就主动出击,自动发出电流,去把空中电荷中和掉。消除了空中积累的电荷,“雷公”、“电母”就无法耀武扬威了。

由于这种主动“消雷”的办法,能百分之百地消除由地面向上发展的雷电,所以各国竞相研制。此前美国研制的消雷器能发出毫安级的电流;而中国研制的这种消雷器,能发出安培级的强大中和电流,是美国消雷器的1000倍。

但是,空中的雷电成因十分复杂,至今有些规律还没有摸清,所以雷击事故仍“涛声依旧”。比如,近年在美国,仅因夏季雷电每年就有大约500人死伤,而给电力公司造成的损失则超过1亿美元。2007年5月23日下午4时20分,在重庆开县义和镇兴业村小学,也发生过小学生7死44伤的球形雷击悲剧。

为了更好地主动出击和趁早动手,美国科学家发明了一种“超级避雷针”。

早在30多年以前,美国科学家就产生过让酝酿雷雨的乌云在安全的时刻和安全的地点放电的想法。当时,他们在佛罗里达州进行试验,在雷雨乌云还没有“成熟”之前,就向它发射带有接地导线的火箭。让乌云里的电荷在形成闪电之前,就顺着导线进入地下,也就减少了产生雷电的可能性。不过,发射每枚价值1200美元的火箭费用昂贵,也不是十分可靠。再说,也不可能频繁发射:在人口稠密地区,发射后的火箭残骸落地,遭到过居民的反对。此外,失败的可能性达到40%:不是导线断落,就是发动机发生故障。有时,引来的闪电突然离开导线,分成几股“流窜作案”。

于是,科学家又产生了试验激光避雷的想法:在空中建立一条输导电流的等离子带,让雷电沿等离子带直接引向地下。激光避雷法的关键是要保护好激光发射机免遭雷击——用被普通避雷针包围的反射镜把激光射向雷雨乌云。这种激光发射机——“超级避雷针”应该价格低廉,以便所有重要的设施都能安装。

在2005年,激光避雷法取得令人鼓舞的成果,使引雷技术向实用化迈进了一大步。科学家建起的输导等离子带长100多米,直插乌云。激光束改变了雷电走向,使它沿着这条带子直达地下或引向避雷塔。激光避雷法不仅使人的生命和设备变得安全,还能影响天气。例如,随着闪电出现的雷声震撼了乌云,就把小水珠聚成大水滴开始降雨。激光避雷法既避免了闪电,又防止了暴雨,或许——还能制止一场引起灾难的冰雹。

此外,近年许多国家还研制出了放射性同位素避雷针——用镅(Am)-24放射出有很强电离能力的α射线,把空中的电荷引到地下。

同类推荐
  • 世界地理全知道

    世界地理全知道

    本书为读者打开一扇快速认识和了解世界的窗口,是一部帮助读者快速学习和掌握世界地理知识的工具书。《世界地理全知道》分为非洲、亚洲、大洋洲、美洲(南美洲和北美洲)、欧洲等几个部分,全面系统地介绍了世界上200多个国家和属地的地理特征、自然资源、经济、习俗、交通、教育、旅游等诸多方面的知识,多角度解读世界自然和人文地理。对世界地理知识加以延伸拓展,力图使繁杂的地理知识形成一个系统、科学的有机整体,方便读者学习掌握。让地理知识变得亲切,陪伴读者开始一次愉快的读书之旅,轻松获取世界地理知识。
  • 地球奇观(下)

    地球奇观(下)

    绚烂的大千世界带给我们无限精彩的同时也让人产生无尽的疑惑,比如,神秘的宇宙究竟是怎样形成的?我们美丽的地球家园是不是宇宙中唯一有生命的星球?千奇百怪的动物和植物又有哪些特殊的习性?对于有着强烈求知欲望的青少年来说,这一个个问号时刻萦绕在脑海中。
  • 自然物语丛书:鸟的故事

    自然物语丛书:鸟的故事

    鸟的故事一书,是从作者20多部自然散文集涉及鸟类的篇什中精选出来的,其叙述文笔生动,多为作者本人之亲历,具有较强的情节性、故事性、可读性、科普性,体现了一个鸟类学家和自然文学家对大自然细致入微的观察。
  • 巧夺天工:海洋工程与海港

    巧夺天工:海洋工程与海港

    如此浩瀚的海洋,对经济和社会发展具有重要作用。海洋是生命的摇篮,是地球上最早生物的诞生源地;海洋是风雨的故乡,对全球气候起着巨大的调控作用;海洋是交通的要道,为人类物质和精神文明交流做出了重大的贡献;海洋是资源的宝库,蕴藏着极为丰富的生物资源、矿产资源、化学资源、水资源和能源;海洋是国防前哨,海洋环境对海上军事活动有很大影响;海洋还是认识宇宙、发展自然科学理论的理想试验场。
  • 未来科技新看点

    未来科技新看点

    本套系列丛书推出10辑,主打科技牌。少年儿童要想成为一个有科学头脑的现代人,就要对科学知识和科学热点有一个广泛的了解,这样才能激发他的兴趣和爱好。
热门推荐
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 赤色龙旗

    赤色龙旗

    当旗帜染上龙的鲜血,它就可以成为真正的赤色龙旗!
  • 新西唐演义

    新西唐演义

    颠覆了天下,贪一夜浮夸,人生只不过一场厮杀,快刀斩乱麻,金戈伴铁马,收拾旧山河再出发
  • 娱乐之重生者

    娱乐之重生者

    萧凡,曾经当过富二代公子,但因为父亲的破产,一切美好的生活都破灭。重生了,回到了2015年,萧凡父亲最富有的时候。既然改变不了父亲破产的结局,那么就在父亲有钱的时候,为自己的未来做好准备。富二代,开跑车,玩明星,这是基本爱好。作为重生的富二代,萧凡决定在娱乐圈玩他个天翻地覆。新书需要冲榜,在内容还没有完全出来前,请给推荐和收藏。养肥再杀也可以呀,起码要先养呀。
  • 恒古封天

    恒古封天

    洪荒万物有万物无,天地悠悠,有无一念间,睁眼有闭眼无,天道一念间。百万宇界持天,仙神夹天道,宇界万族挣天,天道轮回封仙神......
  • 进击的刀客

    进击的刀客

    一场游戏,耗费她三年时光,最终却落个身败名裂的下场,被逼删号离开如今,她又以特邀内测玩家的身份,重返游戏世界从第一刺客,变成菜鸟刀客,曾经的PVP女王能否再登荣耀巅峰?
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 卿为暮雨

    卿为暮雨

    大泱国,嫡公主唐卿卿,从小被皇帝夫妇宠成了能文能武的“假小子”。三岁跟着王兄闯宫闱,扎马步稳稳当当,迈着小短腿去军营称老二。一不小心就被父王定了姻亲,无奈,只好找个借口前往天下第一大宗修功法。一路上跌跌撞撞,碰上了冷面男神,神魂颠倒,谁会像那尚未出闺阁、扭扭捏捏的小女子一般绞着手帕小声告着白?唐卿卿立刻开启漫漫追夫路,撒娇打滚求收留。谁不想收获甜甜的爱情~
  • 剑神一笑之龙鳞

    剑神一笑之龙鳞

    一把上古神剑的出世,引得武林群雄争夺。一个剑神剑圣的约定,引起武林一片动荡,龙颜大怒。少年端木华,为父报仇,却卷入神剑争夺,剑神剑圣之战。手执上古神剑,修炼顶级武功,成就雄霸天下的传说。
  • 玄冥登峰

    玄冥登峰

    李凡是一个重生人士,只不过他的重生和别人的不太一样。和上一世走的路一样,只不过更珍惜生命了。