“籠子”發(fā)明家

接下來，請(qǐng)保持鎮(zhèn)定，無(wú)論如何都不要恐慌。首先，我們準(zhǔn)備了一個(gè)接地的金屬籠子，它由良導(dǎo)體組成，緊密地編織在一起，然后就是把你關(guān)進(jìn)去，而這么做是為了——保護(hù)你。

表演開始

很好，你已經(jīng)被關(guān)進(jìn)籠子里了。接下來，籠子 外面的操作員會(huì)將準(zhǔn)備好的放電裝置靠近鐵籠，然 后躲得遠(yuǎn)遠(yuǎn)的，接通電源。剎那間，恐怖的電籠罩 著整個(gè)區(qū)域，包括關(guān)你的金屬籠子。好了，作為本 次實(shí)驗(yàn)的直接參與者，請(qǐng)猜猜你的結(jié)局：

A.被電昏厥

B.毫發(fā)無(wú)損

二選一這么簡(jiǎn)單的問題你一定不會(huì)選錯(cuò)吧！ 現(xiàn)在公布答案，沒錯(cuò)，就如同你想的一樣，答案就 是被一電一—后毫發(fā)無(wú)損，B。正是這個(gè)金屬籠 子屏蔽了外部的電場(chǎng)，保護(hù)住你不被電擊。

法拉第籠

這個(gè)籠子叫“法拉第籠”，從名字就能猜到，它的發(fā)明者就是科學(xué)家法拉第。接下來的問題是：金屬明明可以導(dǎo)電，但法拉第籠是如何保護(hù)里面的人不被電到的呢？

要解釋這個(gè)問題可以分為三步：

沒有電流通過人體

人之所以會(huì)觸電，是因?yàn)樵谌梭w內(nèi)形成電流，除了自身和接觸物都是導(dǎo)體外，電流形成還有個(gè)必要條件——電勢(shì)差，就像是水從高處流向低處，電的流動(dòng)也是一樣。比如，我們用手（身體部位）觸碰電線，腳站在地面上，電線與大地之間存在電勢(shì)差，電流從高電勢(shì)（電線）流向低電勢(shì)（大地），人體成了電子流動(dòng)的通道，于是，電流就經(jīng)過人體流向大地，造成觸電事故。

法拉第籠的存在屏蔽了電場(chǎng)

法拉第籠在外加電場(chǎng)的作用下，導(dǎo)體內(nèi)部的電子會(huì)移動(dòng)到導(dǎo)體表面，產(chǎn)生一個(gè)大小相當(dāng)、方向相反的電場(chǎng)，從而將內(nèi)外電場(chǎng)抵消，籠子內(nèi)部就沒有能夠自由移動(dòng)的電子了，也就不會(huì)產(chǎn)生電流。屏蔽了外部的電場(chǎng)，使內(nèi)部電場(chǎng)為零。

更簡(jiǎn)單的法拉第籠比喻

法拉第籠就好像機(jī)械中的彈簧，當(dāng)你施加一個(gè)壓力的時(shí)候，它自動(dòng)返回一個(gè)相反的壓力平衡。法拉第籠恰好起到了平衡電勢(shì)差的“彈簧”作用，金屬內(nèi)部處處電勢(shì)相等，所以人體沒有電勢(shì)差，無(wú)法產(chǎn)生電流，人就安全了。

我就是法拉第

1791年9月22日，我出生在英國(guó)一個(gè)鐵匠家庭。因?yàn)榧揖池毢?，所以我只讀了兩年的小學(xué)，就被迫離開學(xué)?！瓗捉?jīng)周折，我來到一家書店當(dāng)學(xué)徒，學(xué)習(xí)裝訂手藝。

等等，你以為我的人生就在這里急轉(zhuǎn)直下？事實(shí)恰恰相反。

許多年后，當(dāng)我回首往事，一個(gè)又一個(gè)榮譽(yù)浮現(xiàn)：“發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象”“發(fā)明圓盤發(fā)電機(jī)”“交流電之父”“電磁學(xué)奠基人”“電學(xué)之父”……好吧，數(shù)自己到底有多少稱號(hào)確實(shí)是挺無(wú)聊的事情，畢竟有些發(fā)明連我自己也“記不清”了。

比如，1836年，我發(fā)現(xiàn)帶電導(dǎo)體上的過剩電荷只存在于其金屬表面，不會(huì)對(duì)封閉體內(nèi)部的物體產(chǎn)生任何影響。為了證實(shí)這個(gè)論點(diǎn)，我搭建了一個(gè)由金屬外殼構(gòu)成的房間，并電擊房間外殼，驗(yàn)電器顯示，房間內(nèi)部沒有出現(xiàn)多余的電荷，房間的金屬外殼對(duì)其內(nèi)部起到了保護(hù)作用……聽說，后來人們叫它“法拉第籠”！

法拉第籠能干點(diǎn)兒啥？

高壓電工作服：高壓帶電作業(yè)操作員的防護(hù)服就是用金屬絲制成的，當(dāng)接觸高壓線時(shí)，形成了等電勢(shì)，使得作業(yè)人員的身體沒有電流通過，起到了很好的保護(hù)作用，可稱之為“鐵布衫”。

飛機(jī)：根據(jù)統(tǒng)計(jì)，飛機(jī)每行駛十幾萬(wàn)千米后就會(huì)遭受一次雷擊，但是不會(huì)帶來災(zāi)難性的后果。這是因?yàn)轱w機(jī)外殼為金屬材料，具有“法拉第籠”效應(yīng)，對(duì)雷擊具有良好的屏蔽效果。

汽車防雷裝置：由金屬構(gòu)成框架的汽車也類似一個(gè)“法拉第籠”，形成等電勢(shì)連接，電流通過車體和雨水泄放入地，車體內(nèi)部的駕駛員和乘客不會(huì)受到雷擊的影響。

建筑物：容易遭受雷擊的高大建筑物，都會(huì)利用法拉第籠的原理建立籠式避雷網(wǎng)。如我國(guó)鳥巢體育場(chǎng)，其主體鋼結(jié)構(gòu)中的鋼構(gòu)件以及鋼筋混凝土中的鋼筋，通過焊接方式進(jìn)行有效連接，形成巨大的避雷網(wǎng)——接閃裝置，保證觀眾的安全。

法拉第籠不能屏蔽靜電和低速變化的磁場(chǎng)，無(wú)法有效避免輻射，所以不要相信網(wǎng)絡(luò)上販賣的那些所謂屏蔽路由器輻射的法拉第籠！