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陶显芳的专栏

    近年来,由于人类对自然环境破坏严重,以及各类电子设备使用日益增多,雷电对人类造成的经济损失也日趋严重。我国每年因雷击造成的人员伤亡人数已超过千人,财产损失超过50亿元。因此,人们对雷电防护工作也越来越重视。目前全国各省、市、县、镇都已成立了雷电防护办公室,专门负责企、事业单位的雷电防护技术指导和检查救灾工作。与此同时,国家的相关技术部门也制定了一系列针对各行各业的防雷技术标准以及《防雷减灾管理办法》,要求各企事业单位严格执行。

    雷电是一种自然现象,雷电防护是一个非常复杂的系统工程。按行业分,防雷分建筑物防雷、输电设备防雷、通信设备防雷、计算机网络设备防雷、家用电器防雷,以及信息防雷等;按技术分,雷电防护分一级(一次)防护、二级(二次)防护、三级(三次)防护、多级(多次)防护等。对不同行业、不同设备,到底需要采取什么样的措施或等级来对雷电进行防护,目前,标准并不统一,要求也不统一;雷电防护概念,对于一般人来说,基本是满头雾水,不知采用什么样的防雷方法为好。


    一、什么是电


    一直以来,人们对雷电,既敬畏又陌生。早在几千年前,人类就已经开始对雷电这个概念认识了。古时候,人们主要是通过打雷这种自然现象来认识雷电的,直到100年前,才有人把雷电的概念与伏特电池的概念联系在一起,把雷电与直流电统一到电的概念中来。

    人们对雷电的认识,与人类对事物的认识过程一样,基本上是靠通过感官和推理的方法来进行的,因此,人们对雷电的认识也是一个不断深化的过程。随着科学技术的不断进步,各种科学实验工具的使用,使人类的感官作用得到了很大的拓展,人类对雷电概念的认识,以及对电的认识,也在不断深化。

    什么是电?电是什么?一直以来都是人们想弄清楚,而又未曾弄清楚的问题。

    100年前,人们就已经认识到了世界是由物质组成的,但到底是由什么物质组成,一直存在争论。在元素周期表被发明之前,大多数人都认为,物质是可以无限地进行分割的,即一个面包可以用一分为二的方法无限地分割下去。但自从元素周期表被发明之后,人们对物质世界组成的看法立刻就开始改变了,人们又开始认为,物质是由不同的元素组成的,物质的最    小单位是原子,每种元素都具有不同性质的原子。

    但随着放射性元素的发现,物质的最小单位是原子的这种观点很快又被推翻了。因此,又有人提出,物质是由原子组成的,而原子又由原子核和电子组成;原子核又由质子和中子组成,质子带正电、电子带负电、中子不带电。这种假设一直沿用至今,基本没有人提出异议。

    但什么是正电,什么是负电,即:电到底是什么?至今还是无人能解释清楚。质子和电子分别带正电和负电,但它们本身并不能代表电,因为,在带电体的周围还存在着一种比质子和电子更小物质——电、磁场,并且这种更小的物质还可以让不带电的物体“感应”带电。

    “感应”一词,其实是人们对电磁场的本质还无法弄清楚之前,所采用的一种非常巧妙的偷换概念的解释方法。因为,在物质世界里,物体是力的载体,没有载体的力是不可能存在的。

    如果把电看成是一个物理量(如电场强度),那么,把它记为正电和负电是可以理解的;如果电是一种物质,则正电和负电就不可能是同一属性的东西,除非正电和负电的角色可以在质子和电子两者之间互相交换;如果正电和负电代表的是一种物质运动过程的两种状态(动能),那么,这两种状态不可能会同时出现,因为一种运动着的物质不可能同时朝两个相反的方向运动。

    对于上面这种情况,我们只能用概率波的概念来解释。量子力学认为,物质没有确定的位置,我们所看到的一切,其实都是几率波函数的平均值,在不测量时,它出现在哪里都有可能,一旦测量,得到的只是它的平均值。因此,很多自然现象,我们现在只能用假设和推理的方法来对宏观的试验结果进行解释。

    通过试验,我们可以知道,电、磁场不但可以支配带电物质(如质子和电子)的运动,例如,高能物理试验就是通过电、磁场来对带电粒子进行加速的;并且在带电物质的周围也存在电磁场。这说明电、磁场是一种比带电物质更本质的东西,或比带电物质更小的物质。在电、磁场的本质还没有弄清楚之前,要想给电下个很精确的定义是很困难的。因此,如要对电有更深的理解,必须也要对电磁场有更深的理解。

    根据元素周期表,人们在自然界中已经发现的元素有90多种,人工制造的元素大约有20多种,这些元素就是组成宇宙中各种化学物质或物体的要素。但这些元素基本上都属于明物质,即这些物质都是可以通过人类的感官和试验来认识的,但宇宙中还有非常多的物质,人类至今还无法通过感官或试验来认识它,这些物质我们暂时把它称为暗物质。

    自从哥白尼1543年5月24日发表他的伟大著作《天体运行论》以后,相信物质运动的人越来越多,但人们也会反问,既然物质都在运动,而物质运动的形式不外只有两种:一种是做直线运动,另一种是做曲线运动;如果物质全部都做直线运动,那么所有的物体都必然会“散架”,物质就不可能聚合在一起;而如果物质在做曲线运动,那么支配这些物质做曲线运动的力又从何而来?

    通过试验和观测,比如:物质的裂变和聚变,两块磁铁以及两个带电物体之间的互相作用,还有地球在环绕太阳转动等,现在人们已经知道,宇宙中最少存在四种作用力在支配宇宙中所有物质的微观运动。

    第一种力是核力,第二种力是磁场力,第三种力是电场力,第四种力是重力。目前,人们对这四种力产生的原因,还不清楚。比如地球围绕太阳旋转,地球必须要受到一种力的作用,才有可能做曲线运动,但这种力目前还没有人知道它是怎么产生的,因此,人们都把这几个力的产生的原因归结为,是一种称为“场”的介质在起作用。如:磁场、电场、重力场等,都是人们至今还没有弄清楚物质。无疑,磁场、电场、重力场都是至今人们通过感官和推理方法所认识的所有物质中最小的物质。

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网友评论
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  • 匿名第一种力是核力,第二种力是磁场力,第三种力是电场力,第四种力是重力。
  • 2012/3/29 10:43:28回复
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  • 匿名浅谈雷电的产生与防护(一)
  • 2012/3/29 10:43:09回复
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  • 匿名但随着放射性元素的发现,物质的最小单位是原子的这种观点很快又被推翻了。
  • 2012/3/29 10:43:03回复
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  • 匿名雷电是一种自然现象,雷电防护是一个非常复杂的系统工程。
  • 2012/3/29 10:42:45回复
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  • 匿名过来看看
  • 2012/3/29 10:16:31回复
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  • 匿名宇宙中谜团甚多
  • 2012/3/29 10:16:15回复
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  • 匿名分析的很对
  • 2012/3/29 10:15:21回复
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  • 匿名精髓
  • 2012/3/29 10:14:59回复
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  • 匿名文章很好
  • 2012/3/28 14:15:11回复
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  • 匿名GOOD
  • 2012/3/28 14:14:29回复
  • 发表评论(已有34条评论)
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