正確答案:
帶電物體失去電荷的現象叫做放電.常見的放電現象有以下幾種:
1.接地放電
地球是良好的導體,由於它特別大,所以能夠接受大量電荷而不明顯地改變地球的電勢,這就如同從海洋中抽水或向海洋中放水,並不能明顯改變海平面的高度一樣.如果用導線將帶電導體與地球相連,電荷將從帶電體流向地球,直到導體帶電特別少,可以認為它不再帶電。(如果導體帶正電,實際上是自由電子從大地流向導體。這等效於正電荷從導體流向大地。)
生產中和生活實際中往往要避免電荷的積累,這時接地是一項有效措施.
2.尖端放電
通常情況下空氣是不導電的,但是如果電場特別強,空氣分子中的正負電荷受到方向相反的強電場力,有可能被「撕」開,這個現象叫做空氣的電離。由於電離後的空氣中有了可以自由移動的電荷,空氣就可以導電了。空氣電離後產生的負電荷就是電子,失去電子的原子帶正電,叫做正離子。
由於同種電荷相互排斥,導體上的靜電荷總是分佈在表面上,而且一般說來分佈是不均勻的(圖2),導體尖端的電荷特別密集,所以尖端附近空氣中的電場特別強,使得空氣中殘存的少量離子加速運動。這些高速運動的離子撞擊空氣分子,使更多的分子電離。這時空氣成為導體,於是產生了尖端放電現象.
尖端放電在技術上有重要意義.高壓輸電導線和高壓設備的金屬元件,表面要很光滑,為的是避免因尖端放電而損失電能或造成事故。
3.火花放電
當高壓帶電體與導體靠得很近時,強大的電場會使它們之間的空氣瞬間電離,電荷通過電離的空氣形成電流.由於電流特別大,產生大量的熱,使空氣發聲發光,產生電火花.這種放電現象叫火花放電.
火花放電在生活中常會遇到.乾燥的冬天,身穿毛衣和化纖衣服,長時間走路之後,由於摩擦,身體上會積累靜電荷.這時如果手指靠近金屬物品,你會感到手上有針刺般的疼痛感。這就是火花放電引起的.如果事先拿一把鑰匙,讓鑰匙的尖端靠近其他金屬體,就會避免疼痛.在光線較暗的地方試一試,在鑰匙尖端靠近金屬體的時候,不但會聽到響聲,還會看到火花.
在一些工廠或實驗室裡,存在大量易燃氣體,工作人員要穿一種特製的鞋,這種鞋的導電性能很好,能夠將電荷導入大地,避免電荷在人體上的積累,以免產生火花放電,引起火災.
4.閃電
帶電雲層之間或帶電雲層和地面之間發生強烈放電時,產生耀眼的閃光和巨響,這就是閃電.閃電的放電電流可以高達幾十萬安培,會使建築物遭受嚴重損壞.這就是雷擊。
為了避免雷擊,人們設計了避雷針.避雷針是針狀金屬物,裝在建築物的頂端,用粗導線與埋在地下的金屬板相連,以保持與大地的良好接觸(圖3).當帶電雲層接近時,大地中的異種電荷被吸引到避雷針的尖端,並由於尖端放電而釋放到空氣中,與雲層中的電荷中和,達到避雷的目的.
閃電也有積極的意義.閃電產生的高溫使空氣中的氮和氧化合,隨雨水降至地面形成硝酸鹽.這些硝酸鹽是天然的氮肥.閃電過程中產生的臭氧,能保護地球上的生命免受過量紫外線傷害。原始生命起源於有機物分子,有一種生命起源學說把最初有機物分子的產生也歸功於閃電.