施鶴群/文
歐洲古代某年7 月的一天,連日的高溫天氣使地中海海水大量蒸發(fā),大量水汽在地中海上空形成了層層疊疊的云,一場雷雨降臨了,一艘航行在地中海上的帆船在匆匆趕路,這時,帆船的主桅桿上出現了火光。
壞了!要是把桅桿上的大帆燒著了,這可麻煩了!帆船沒有了帆,根本無法前進,而且還可能引起火災。
于是,船長讓水手爬上去撲滅它。水手爬上了主桅桿,還沒到那些火光處,它們又跳到別的桅桿上,像是在和水手捉迷藏,但過了一陣后,火光又消失了。
這樣的現象經常發(fā)生于雷雨中,常在桅桿頂端之類的尖狀物上產生如火焰般的藍白色閃光,看起來像火焰。由于當時不知道是什么原因造成的,西方的海員用水手守護神圣埃爾莫來命名它,圣埃爾莫之火由此得名。水手們把圣埃爾莫之火看作是保佑他們的標志,把它稱為“水手的守護神”。
其實,圣埃爾莫之火是大氣放電發(fā)出的輝光,通常發(fā)生在雷雨天氣里,是由雷雨中強大的電場引起的。積雨云中氣流、水滴、冰晶等相互作用,使云層中聚集著大量電荷。正、負電荷分布在云層不同部位,當電位差達到一定程度后就會放電,閃電現象就這樣出現了。帶電云層和大地之間也會產生放電現象,產生強烈的閃電,有時則會產生如火焰般的藍白色閃光,還發(fā)出噼啪噼啪或嘶嘶的雜音。圣埃爾莫之火雖然稱為“火”,其實一點兒都不熱,它是空氣導電過程中放出的強光。圣埃爾莫之火不僅在海洋中航行的船舶上可以看見,在天空中飛行的飛機上也可以看見。當飛機在含有冰晶的云層中,或在雷暴附近飛行時,常可在螺旋槳邊緣、翼尖、風擋和機頭部位觀察到圣埃爾莫之火。我們還可在建筑物的尖頂或煙囪之類的孤立結構上看見它。
第一個確認圣埃爾莫之火真實身份的是美國科學家、長年投身于電學研究的富蘭克林,他在1751 年時提出圣埃爾莫之火本質上不是什么神跡或火焰,而是電。圣埃爾莫之火自身并沒有什么危險,但是它的出現卻不是一個好的征兆,它通常出現在電擊之前,因此飛機、海船及路人應該盡快避開產生圣埃爾莫之火的是非之地。
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尖端放電
尖端放電是在強電場作用下,物體尖銳部位發(fā)生的一種放電現象。如果物體尖端在暗處或放電特別強烈,還可以看到它周圍有淺藍色的光暈。
超級實驗室
將一枚縫衣針固定在有機玻璃棒上,玻璃棒由夾子固定在鐵架臺上,在縫衣針下方放一只盛滿自來水的塑料盆,塑料盆放在絕緣板上,針尖距離水面5~10 厘米,用導線將針與感應起電機的一極相連,再將一根導線一端與驗電器相連,另一端裸露部分插入水中。轉動起電機,由于針的尖端放電,水帶上同種電荷,驗電器的箔片會逐漸張開。