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  高中科技創新黑板報資料:閃電的啟示

  19世紀末,最早使用的電能都是由剛發明不久的直流發電機產生的。但直流電有個很大的缺點,就是不能輸送到較遠的地方,這就使電業很難大面積普及。當時,美國的電學天才斯泰因梅茨認為,這個問題可以通過改用交流電的方法來解決,即讓電流在導線中來回流動,先朝一個方向,然後再朝另一個方向。當時沒有人知道如何製造這種發電機,也不知如何生產輸送交流電的導線。斯泰因梅茨把這些問題逐步解決了。

  1894年,在斯泰因梅茨的指導下,美國總電器公司在尼亞加拉大瀑布建成了一個交流發電站,第一次把強大的電流輸送到26英里之外的布法羅。從此,電就跨越整個大陸,造福民眾,國家開始實行了電氣化。但是新的問題隨之產生,每次雷雨來臨,都會造成進電事故,閃電的力量是如此巨大,來臨的時間又如此不可捉摸,常常使送電系統受損。

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  一

  二

  1920年夏季的一天,斯泰因梅茨建於湖邊的一幢小木房被雷擊中了。閃電撞上了木房門口的一棵樹,又擊破窗戶射向室內一個金屬燈具,再沿著電線穿過了牆壁,擊破一面背後鍍銀的大穿衣鏡。這種事別入遇到一定會驚恐不已,自認晦氣。但斯泰因梅茨卻因此受到啟發,反而高興極了。他對他的助手說:“這面鏡子是我們最重要的線索。”

  他搜尋玻璃的碎片,不厭其煩的把它們一塊塊對在一起,像在玩一個拼板玩具。然後,他把對好的板塊夾在兩塊玻璃之間,用帶子把四周加固。鏡子的背百立刻顯示了閃電烙過的花紋。斯泰因梅茨根據從擊點到熔帶末端的距窩,來計算閃電的能量。

  從這入手,斯泰因梅茨整整鑽研了兩年。1922年,他邀請了愛迪生等人來看他的閃電實驗。客人們看到一架奇怪的機器,有兩層樓高,有兩個玻璃架擱,一個在一個之上,架擱都覆蓋著金屬薄片,以便聚集電能。旁邊還有兩個圓形銅帽準備接受噴發的閃電。當啟動了電閘,擱板開始聚集電能,發出嗡嗡的叫聲時,容人們的神經有點緊張了。就在這時,一道耀眼的紫光在銅帽間突然而過。閃電來了!接著便是轟擊的雷聲。斯泰因梅茨實驗了入造閃電,並由此發展了避雷器。這個設計使閃電可以無害地逸入地下而不進入供電系統。