科学揭秘：雷电形成与避雷针工作原理

雷电是大气中的一种放电现象，一般产生于对流旺盛的积雨云中。积雨云中的水滴、冰晶、冰雹等颗粒被对流旺盛的空气带动着上下翻转，互相撞击、合并、分裂、摩擦，显示出电性。

物体由分子构成，分子由原子组成。物体通常情况下不显电性，这是因为原子核中的质子所带的正电荷与核外电子所带的负电荷数量相等。但是经过一番扰动之后，物体会失去或得到电子。电子带负电荷，因而失去电子的物体会显示出带正电，得到电子的物体会显示出带负电。在积雨云中，带正电的颗粒主要集中在顶部，带负电的颗粒主要集中在底部。

▲原子结构模型

正负电荷相互吸引。云中的正电荷与负电荷相互吸引，云层底部的负电荷也会吸引地面的正电荷，但是它们之间有空气阻隔。空气不易传导电流，是一种优良的绝缘体。不过，只要正、负电荷积累到一定程度，它们就能冲破空气的阻力强行会合，放出大量的光，形成闪电。在闪电形成的过程中，带负电的物体上的多余电子转移到带正电的物体上。当物体都恢复到不带电的状态时，闪电就消失了。

此外，正负电荷的会合还会放出巨大的热量，这些热量使得闪电通道中的空气温度升高到上万摄氏度。空气体积因此急剧膨胀，紧接着又迅速冷却收缩。这一放一收的剧烈振动，便形成了雷声。(www.xing528.com)

雷电中蕴含的巨大热量使得它的破坏性极强，如果雷电击中建筑物，则有可能引发火灾。一些较高的建筑物通常会在顶部安装避雷针。

避雷针的工作原理

避雷针由接闪器、金属引下线和金属接地体三部分组成。接闪器是一根竖立在建筑物顶部的金属棒，它的作用是吸引闪电。金属引下线将闪电引导给金属接地体，金属接地体将闪电的能量安全泄入大地。