春節(jié)雷雨多發(fā),每到這個季節(jié),有關防雷提示、指南就會頻繁見諸各大媒體。有心的讀者也許會發(fā)現(xiàn),在這些防御措施中,總會提到一條:在戶外遇到雷電時,最好躲進密閉的汽車里。那么問題來了:汽車為什么能防雷,它真的是躲避雷擊的理想之地嗎?
汽車遭雷擊后完好無損?
很多人也許都看到過這么一段實拍視頻:一輛汽車雷雨天在高速公路上疾駛,突然被一道從天而降的閃電擊中!更讓人意外的是,被雷擊中的汽車竟然依舊能夠安然無恙地繼續(xù)行駛!再從網(wǎng)上一搜索就會發(fā)現(xiàn),類似的視頻還不止一個。由此可見,汽車不怕雷擊真的并非偶然事件。
關于這個問題,著名汽車節(jié)目《TopGear》曾經(jīng)做過雷擊汽車的瘋狂實驗:主持人坐在一輛大眾高爾夫汽車內(nèi),通過高壓放電裝置用60萬伏的高壓電擊汽車,來模擬汽車遭遇雷擊時是否會對駕駛員和乘客有所傷害。實驗顯示,在受到高壓電擊之后,車輛只有儀表盤的指示燈受到了影響,其他各種儀器正常,車體也完全沒有受到任何傷害,坐在車內(nèi)的主持人更是安然無恙。從《TopGear》的這個實驗可以看出,汽車確實是“不怕”雷擊的,車內(nèi)的乘客更不會受到傷害。
這是為什么呢?有關專家指出,這跟“法拉第籠”效應有關。
法拉第籠:防雷擊的“金鐘罩”?
汽車“不怕”雷擊是因為法拉第籠的存在,那么,什么是法拉第籠呢?
法拉第籠是一個由金屬或者良導體形成的籠子,由電磁學的奠基人、英國物理學家邁克爾·法拉第發(fā)明,并以他的姓氏命名,是主要用于演示等電勢、靜電屏蔽和高壓帶電作業(yè)原理的一種設備。1836年,法拉第發(fā)現(xiàn)帶電導體上的過剩電荷只存在于其表面上,并且不會對封閉在其內(nèi)部的任何物體產(chǎn)生影響。為了證明這一事實,他建造了一個金屬箔外殼的房間,并通過靜電發(fā)生裝置用高壓電去電擊房間的外殼。驗電器顯示,在房間內(nèi)沒有出現(xiàn)多余的電荷。房間的金屬外殼對它的內(nèi)部起到了“保護”作用,使它完全不受外部電場變化的影響。這就是法拉第籠效應。利用這一原理,高壓帶電操作員的防護服就是用金屬絲制成的,當接觸高壓線時,形成了等電位,使得作業(yè)人員的身體沒有電流通過,起到了很好的保護作用。
說到這里,我們對汽車“不怕”雷擊的原因也就不難理解了。汽車外殼是金屬制作的,這十分接近于法拉第籠的條件。有了這件“鐵布衫”,當駕駛員在雷雨天行駛時,即便很不幸地被雷電擊中,由于法拉第籠效應的存在,汽車內(nèi)部的電磁環(huán)境基本不受影響,車內(nèi)的人就可以安全待在里面。同時,雷電流會借助雨水通過車體表面達到車軸的位置,通過潮濕的輪胎很快就會將電流傳遞到地面。所以,車內(nèi)是在室外較為理想的避雷場所。
法拉第籠在飛機防雷和建筑防雷中也得到了很好的應用。據(jù)統(tǒng)計,每架正常運行的飛機幾乎每年都要遭到一次雷擊,但大多不會導致災難性后果。這主要是由于目前商用飛機外殼為金屬材料,對雷擊具有良好的屏蔽效應,飛機內(nèi)部的人員和設備相對比較安全。高層建筑很容易被雷擊,而利用法拉第籠的原理制成的籠式避雷網(wǎng)可以有效地降低雷擊對人體造成的危害。比如國家體育場“鳥巢”,其主體鋼結構中的鋼構件以及鋼筋混凝土中的鋼筋,通過焊接方式進行有效連接,這樣“鳥巢”自身就形成了一個巨大的避雷網(wǎng),而“鳥巢”的鋼結構就成了一個巨大的接收閃電的裝置,能把閃電迅速導入地下,從而保障了場內(nèi)觀眾的安全。
然而,需要說明的一點是:汽車、飛機等在室外防雷并不是絕對安全的。汽車被雷電擊中時,瞬間的高壓電也有可能會損壞車內(nèi)的電子元件,造成車內(nèi)的電器設備不能正常工作,嚴重時還會發(fā)生火災。另外,車輛頂篷、車輪的金屬部分在遭受雷擊后,還有可能會留下疤痕。
雷電天氣如何行車更安全?
通過前文的介紹我們知道,就算是汽車車身可以形成法拉第籠這個“金鐘罩”,在雷雨天氣時,我們也不能肆無忌憚地駕車出行。有以下幾點還是需要注意的。
行車過程遭遇電閃雷鳴時,最好及時把車停到路邊安全的地方,遠離大樹、廣告牌等,關掉引擎、音響系統(tǒng)、收音機等,并關閉所有車窗,使車輛形成一個完全封閉的空間。不要去觸摸車窗把手、換擋桿、方向盤等,把雙手放在大腿上,等待雷電天氣遠離。
如果在行車途中車子被雷擊中,一定不要貿(mào)然下車檢查車況,因為這個時候車外比車內(nèi)要危險得多。而應該參考上面介紹的做法,等到雷暴完全過去后再下車。
最后要說的一點是,如果提前收聽了天氣預報,知道要發(fā)生雷雨天氣,那就盡量少開車或者不開車吧,等天氣好的時候再外出,這才是躲避雷擊、保證安全最靠譜的做法。(來源:《氣象知識》2015年第3期)
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