95 避雷针的圆头尖头之争

　　1772年，英国成立了讨论火药库免遭雷击对策委员会，首先提出制造避雷针方案的富兰克林也被任命为委员。在讨论中，对避雷针顶端形状发生了尖头圆头之争。有人想当然地认为，圆头避雷针好。但是富兰克林坚持用尖头的，力排众议，最后被采纳了。

　　但是，1776年，美国独立战争爆发。富兰克林积极参加独立运动，又是独立宣言的发起人之一。于是英国带头把宫殿和弹药仓库的尖头避雷针砸掉，命令一律换成圆头的。为了寻找扼杀富兰克林发明的“科学依据”，使尖头避雷针在英国绝迹，国王亲自召见皇家学会会长约翰·普林格尔，向他施加压力，要他公开宣布圆头避雷针比尖头的更安全。普林格尔惊讶万分，他不愧是一位正直的科学家，拒绝执行圣旨，说：“陛下，许多事情都可以按您的愿望去办，但是不能做违背自然规律的事呀!”为什么尖头的避雷针好呢?因为带电导体上的电荷在表面上的分布和导体的形状有关。在表面弯曲最厉害的地方，比如在凸出的尖端处，电荷比较密集，附近空间的电场比较强;在表面弯曲程度比较小的地方，比如在圆滑处，电荷比较稀疏，附近空间的电场也比较弱。尖端附近的空间，由于电场比较强，原来不导电的空气被电离。空气电离后具有导电性，这就使导体产生放电现象。电荷从导体的尖端放出来的现象，叫做尖端放电。

　　倘若你有机会的话，可以到学校的物理实验室用静电起电机做一个实验。摇动起电机，使带有异种电荷的导体球靠近，在它们之间就会发生带有火花和声响的放电现象，放电结果电荷中和，这是一种火花放电。如果在一个导体球上装一根尖针，针尖离另一个导体球又很近，再摇动起电机，就看不到带有火花的放电现象。这是因为装了尖针以后，电荷从针尖缓慢地放出来，和另一个球上的电荷中和，两球间原先剧烈的火花放电，就变成了缓慢的尖端放电。雷电现象是一种大规模的火花放电现象。能够击毁建筑物、击毙人畜的“落地雷”，是天空带电的云块和地面之间放电形成的。如果天空中有一块离地比较近的云带正电(这电是由于云块之间相互摩擦产生的)，由于静电感应，地面上离云近的高大物体的上面就带负电，于是云块和这个高大的物体之间就出现放电，发生电闪雷鸣。假如在建筑物的最高处安装一个尖头的金属棒，顶端高出建筑物，再通过导线把棒和埋在地下较深处的金属板连起来，组成避雷针，那么当建筑物上空出现带电雷雨云的时候，避雷针的尖端就会产生尖端放电，避免了云和建筑物之间强烈的火花放电。如果避雷针的顶端是圆形的，静电感应以后，就不会发生尖端放电，云块和建筑物之间就有可能产生强烈的火花放电，达不到避雷目的。