绝缘体

五十人拉手站成排,如果第一个被闪电击中,

发布时间:2024/9/13 14:17:59   
北京中科刘云涛 http://hunan.ifeng.com/a/20170705/5797804_0.shtml
年8月,雷电袭击了挪威国家公园的一个野生驯鹿栖息地,造成了多只驯鹿死亡,仅5只生还。野生动物被闪电击中的事情是时有发生的,但一次性杀死如此多数量的驯鹿令当地人感到震惊与不解。驯鹿的尸体是在暴风雨过后被检查人员发现的,像下面图片所展示的一样,驯鹿毫发无伤的死去了。当地负责人推测,可能是恶劣的天气导致鹿群太过集中,从而使得闪电有了造成大规模伤害的机会。同样的悲剧也曾经在历史上发生。年,澳大利亚的68头母牛在树下被闪电击中,无一生还全部死亡。以上虽然是闪电击中的动物案例,但如我们所知,闪电也经常造访人类的领域。许多高空建筑的避雷针就是为它准备的。闪电具有如此大的威力,但它击中人的概率是非常小的。如果有50个人湿手牵着手,第一个人被闪电击中,那闪电能否贯穿到最后一个人?是所有人受到同等的伤害,还是最后一个人可能毫发无伤?要评估闪电的威力就必须了解闪电是什么东西。闪电其实是一种静电放电当一块绝缘的物体两面分别出现了正电荷和负电荷并且逐渐积累时,该绝缘物体上的电压也会随之增大。增大的电压高于一定数值后,绝缘物体的电阻会崩溃下降,从而使得自己从绝缘体变成了电流可以通过的导体。这个过程就叫做静电放电,“一定数值的”的电压称为击穿电压。在电流通过该绝缘体后,绝缘体两面的正负电荷便会消失,电压也会恢复到零,所以静电放电持续的时间很短。造成静电放电的电荷通常来自于摩擦起电和静电感应。闪电就是一种静电放电现象,在这个过程中,空气充当绝缘介质,空气中的各种微粒相互碰撞产生电荷并积累。正负电荷的积累导致空气上下两面的电压增大,当达到空气的击穿电压后,该空气的局部地方便会发生电击穿。被击穿的空气变成了可以导电的等离子体,电流大量通过等离子体,于是产生闪电。夏季潮湿多雨,空气中水分子较多,丰富的水分子会令空气所需要的击穿电压降低,所以更容易发生闪电。大量电流的通过也使得空气温度急剧升高,被加热的空气开始迅速膨胀,产生了我们可以听到的雷声。所以,闪电跟雷声是同时产生的,只是一个传播速度快,一个传播速度慢,我们先看到闪电,后听到雷声。闪电的威力有多大按照其在空气中发生的位置,可以将闪电大致分为云中,云间以及云地放电,我们所说的正是云地放电。在典型的云地放电中,闪电的平均电压约为3亿伏特,平均电流强度约为3万毫安,相比之下,我们的家用电器的额定电压仅为V。这些电量足以使一个瓦的白炽灯不间断照明3个月或者使一个紧凑型荧光灯泡持续点亮一年。一道闪电的温度可以达到℃到℃,大概是太阳表面温度的3-5倍,如此高的温度似乎可以熔化、汽化掉任何事物。但是闪电毕竟不是火,它顶多可以将物体烤焦,而并不会让它们熔化掉,我们可以把它看做是持续时间很短的极高温加热。如果被闪电直接击中,除了避雷针,没有什么东西可以继续完好无损的存在,无论是外表还是内在。即使是间接被闪电电到,你多半可能起不来了。假如闪电击中手拉手的50人中的第一个当然,这50个人肯定是一字排开而不是卷在一起,不然结果跟上面的驯鹿可能没有两样。一字排开的50个人长度至少在50米以上,闪电击中第一个人后,电流要经过50多米才可以到达第50个人。第一个被击中的人需要承受闪电的全部能量,他可能并不能够坚持几秒,通过第一个人的电流有两条可以通过的路径。第一条路径是导入大地,第二条路径是与第一个人拉着手的第二个人,显然,通往第二个人要比导入大地阻力小得多。电流往往采取更短更快的方法,很大一部分电流开始流入第二个人,而很少一部分才导入大地。以此类推,从第一个人到第50个人,电流的强度是逐渐降低的,前面的人可能保不了性命,最后的人可能仅仅会“炸毛”!以上只是合理的推测,当真会发生什么我们无法得知,但最好不要发生这种事情。最理想的情形是我们可以用实验模拟这个情景。最后被闪电击中是致命的,却也有人活了下来,只是皮肤被灼伤了,这可能是因为幸运没有被击中心脏或者大脑。比如击中手臂或者后背的电流可能只在皮肤表面传播,所以巨大的热量只灼伤到了皮肤,人得以幸免于难。但一次性输入如此大的电量,即使幸存下来,也必须时刻

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