放电现象与人体生物电的应用

放电现象
带电物体失去电荷的现象叫做放电.常见的放电现象有以下几种:
1.接地放电
地球是良好的导体,由于它特别大,所以能够接受大量电荷而不明显地改变地球的电势，这就如同从海洋中抽水或向海洋中放水,并不能明显改变海平面的高度一样.如果用导线将带电导体与地球相连,电荷将从带电体流向地球,直到导体带电特别少,可以认为它不再带电．(如果导体带正电，实际上是自由电子从大地流向导体．这等效于正电荷从导体流向大地．)
生产中和生活实际中往往要避免电荷的积累,这时接地是一项有效措施.
2.尖端放电
通常情况下空气是不导电的，但是如果电场特别强，空气分子中的正负电荷受到方向相反的强电场力，有可能被“撕”开，这个现象叫做空气的电离．由于电离后的空气中有了可以自由移动的电荷，空气就可以导电了．空气电离后产生的负电荷就是电子，失去电子的原子带正电，叫做正离子．
 由于同种电荷相互排斥,导体上的静电荷总是分布在表面上，而且一般说来分布是不均匀的，导体尖端的电荷特别密集,所以尖端附近空气中的电场特别强,使得空气中残存的少量离子加速运动．这些高速运动的离子撞击空气分子，使更多的分子电离．这时空气成为导体，于是产生了尖端放电现象.
尖端放电在技术上有重要意义.高压输电导线和高压设备的金属元件，表面要很光滑,为的是避免因尖端放电而损失电能或造成事故．
3.火花放电
当高压带电体与导体靠得很近时,强大的电场会使它们之间的空气瞬间电离，电荷通过电离的空气形成电流.由于电流特别大,产生大量的热,使空气发声发光，产生电火花.这种放电现象叫火花放电.
火花放电在生活中常会遇到.干燥的冬天,身穿毛衣和化纤衣服,长时间走路之后,由于摩擦，身体上会积累静电荷.这时如果手指靠近金属物品,你会感到手上有针刺般的疼痛感．这就是火花放电引起的.如果事先拿一把钥匙,让钥匙的尖端靠近其他金属体,就会避免疼痛.在光线较暗的地方试一试，在钥匙尖端靠近金属体的时候,不但会听到响声,还会看到火花.
在一些工厂或实验室里,存在大量易燃气体,工作人员要穿一种特制的鞋,这种鞋的导电性能很好，能够将电荷导入大地,避免电荷在人体上的积累,以免产生火花放电,引起火灾.
4.闪电
带电云层之间或带电云层和地面之间发生强烈放电时,产生耀眼的闪光和巨响,这就是闪电.闪电的放电电流可以高达几十万安培,会使建筑物遭受严重损坏.这就是雷击．
为了避免雷击,人们设计了避雷针.避雷针是针状金属物,装在建筑物的顶端,用粗导线与埋在地下的金属板相连,以保持与大地的良好接触.当带电云层接近时，大地中的异种电荷被吸引到避雷针的尖端，并由于尖端放电而释放到空气中，与云层中的电荷中和，达到避雷的目的.
闪电也有积极的意义.闪电产生的高温使空气中的氮和氧化合,随雨水降至地面形成硝酸盐.这些硝酸盐是天然的氮肥.闪电过程中产生的臭氧，能保护地球上的生命免受过量紫外线伤害．原始生命起源于有机物分子,有一种生命起源学说把最初有机物分子的产生也归功于闪电.
奇妙的生物电
    电在生物体内普遍存在，生物学家认为，组成生物体的每个细胞都是一台微型发电机．细胞膜内外带有相反的电荷，膜外带正电荷，膜内带负电荷，膜内外的钾、钠离子的不均匀分布是产生细胞生物电的基础．但是，生物电的电压很低、电流很弱，要用精密仪器才能测量到，因此生物电直到1786年才由意大利生物学家伽伐尼首先发现．
    人体任何一个细微的活动都与生物电有关．外界的刺激、心脏跳动、肌肉收缩、眼睛开闭、大脑思维等，都伴随着生物电的产生和变化．人体某一部位受到刺激后，感觉器官就会产生兴奋．兴奋沿着传人神经传到大脑，大脑便根据兴奋传来的信息做出反应，发出指令．然后传出神经将大脑的指令传给相关的效应器官，它会根据指令完成相应的动作．这一过程传递的信息——兴奋，就是生物电．也就是说，感官和大脑之间的：刺激反应”主要是通过生物电的传导来实现的．心脏跳动时会产生1～2毫伏的电压，眼睛开闭产生 5～6毫伏的电压，读书或思考问题时大脑产生0．2～1毫伏的电压．正常人的心脏、肌肉、视网膜、大脑等的生物电变化都是很有规律的．因此，将患者的心电图、肌电图、视网膜电图、脑电图等与健康人作比较，就可以发现疾病所在．其他动物中，有不少生物的电流、电压相当大．在世界一些大洋的沿岸，有一种体形较大的海鸟——军舰鸟，它有着高超的飞行技术，能在飞鱼落水前的一刹那叼住它，从不失手．美国科学家经过10多年研究，发现军舰鸟的“电细胞”非常发达，其视网膜与脑细胞组织构成了一套功能齐全的“生物电路”，它的视网膜是一种比人类现有的任何雷达都要先进百倍的“生物雷达”，脑细胞组织则是一部无与伦比的“生物电脑”，因此它们才有上述绝技．还有一些鱼类有专门的发电器官．如广布于热带和亚热带近海的电鳐，能产生 100伏电压，足可以把一些小鱼击死．非洲尼罗河中的电鲶，电压有400～500伏．南美洲亚马孙河及奥里诺科河中的电鳗，形似泥鳅、黄鳝，身长两米，能产生瞬间电流2安培，电压800伏，足可以把牛马甚至人击毙在水中，难怪人们说它是江河里的“魔王”．
    植物体内同样有电．为什么人的手指触及含羞草时它便“弯腰低头”害羞起来?为什么向日葵金黄色的脸庞总是朝着太阳微笑?为什么捕蝇草会像机灵的青蛙一样捕捉叶子上的昆虫?这些都是生物电的功劳．如含羞草的叶片受到刺激后，立即产生电流，电流沿着叶柄以每秒14毫米的速度传到叶片底座上的小球状器官，引起球状器官的活动，而它的活动又带动叶片活动，使得叶片闭合．不久，电流消失，叶片就恢复原状．在北美洲，有一种电竹，人畜都不敢靠近，一旦不小心碰到它，就会全身麻木，甚至被击倒．