避雷针的发明

避雷针的发明

避雷针是在高层建筑物顶端安装的一根金属棒，它用金属线与埋在地下的一块金属板连接起来，利用金属棒的尖端放电，使云层所带的电和地上的电逐渐中和，使建筑物免遭雷击。

避雷针由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。接闪器就是大家通常所说的“避雷针”，通过引下线和接地装置与大地相连。由于“尖端放电”，大地被感应出的电荷最易沿着避雷针向上形成放电，避雷针高高耸立，高于被保护的所有物体，与雷云的距离最近，而且与大地有良好的电气连接，所以雷云与避雷针附近空间的电场强度相对较大，空气也最容易被击穿，避雷针比较容易吸引雷电，使主放电集中在它的上面，雷电流通过避雷针提供的放电通道泄放入地。这样，雷击虽然还是发生了，但总是击向避雷针，而不是击向要保护的物体，所以避雷针相当于是引雷针。它将雷电吸引至自身，使雷电流通过引下线至接地装置而泄放于大地，从而使保护对象免遭雷击。

球形单针型避雷针

唐代《炙毂子》一书中记载了这样一件事:汉朝时柏梁殿遭到火灾，一位巫师建议，将一块鱼尾形状的铜瓦放在层顶上，就可以防止雷电所引起的天火。屋顶上所设置的鱼尾形状的瓦饰，实际上兼作避雷之用，可认为是现代避雷针的雏形。而早在这以前，我国就已经有了避雷针，一般以龙头为装饰，龙嘴里有避雷针头。

现代避雷针是美国科学家富兰克林发明的。富兰克林认为闪电是一种放电现象。为了证明这一点，他在1752年7月的一个雷雨天，冒着被雷击的危险，将一个系着长长金属导线的风筝放飞进雷雨云中，在金属线末端拴了一串银钥匙。当雷电发生时，富兰克林手接近钥匙，钥匙上迸出一串电火花，手上还有麻木感。幸亏这次传下来的闪电比较弱，富兰克林没有受伤。

在成功地进行了捕捉雷电的风筝实验之后，富兰克林在研究闪电与人工摩擦产生的电的一致性时，从两者的类比中作出这样的推测:既然人工产生的电能被尖端吸收，那么闪电也能被尖端吸收。他由此设想，若能在高物上安置一种尖端装置，就有可能把雷电引入地下。富兰克林设计了这种避雷装置:把一根数米长的细铁棒固定在高大建筑物的顶端，在铁棒与建筑物之间用绝缘体隔开。然后用一根导线与铁棒底端连接。再将导线引入地下。富兰克林把这种避雷装置称为避雷针。经过试用，果然能起避雷的作用。避雷针的发明是早期电学研究中的第一个有重大应用价值的技术成果。

富兰克林的风筝实验