皮球在浪里能漂多遠(yuǎn)
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波形前進(jìn)，皮球只是
做了一個圓周運(yùn)動。 |
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如果把一個皮球扔到波動的海里，皮球能跟隨波浪漂多遠(yuǎn)？你能回答這個問題嗎?在這里，我們還得想一想田野里的麥浪。麥田里，盡管麥浪翻滾，可是麥子還是牢固地扎根在泥土里，麥穗還是牢牢地生長在麥桿上。在發(fā)生麥浪的時候，麥穗只是在本身的位置附近搖擺，所有搖擺的麥穗合起來。就構(gòu)成了波動的形狀。
這種現(xiàn)象并不只限于麥浪。你可以拿一條長繩子來。一端固定在墻上，一端握在手里用手腕輕輕抖-抖，就會有一個波順著繩子向前運(yùn)動。這個波引起了整條長繩的運(yùn)動，但是，繩子本身并沒有向前移動。
現(xiàn)在再回到海里的皮球。如果注意觀察就會發(fā)現(xiàn)，皮球在水中只隨著波浪上下顛簸和左右搖擺(見圖0125.4.1)。當(dāng)波峰傳過來的時候，皮球被向上舉起來，還隨著波浪向前移動了一點(diǎn)距離；在波谷到來時，皮球被拋下來，還向后回到了原來的位置。這樣的結(jié)果，-個波傳過去了，也就是說波形向前移動了，而皮球還在原地沒有前進(jìn)，只是隨著波動做了一個圓周運(yùn)動。
海水是由無數(shù)個非常小的水滴組成的，通常把這些小水滴叫做水質(zhì)點(diǎn)。當(dāng)海面上沒有風(fēng)時，表面的水質(zhì)點(diǎn)保持平靜狀態(tài)，一旦海面上有了風(fēng)，各個水質(zhì)點(diǎn)就被吹離了原來的平衡位置，在風(fēng)和重力的作用下，近似地做圓周運(yùn)動，運(yùn)動的中心是原來的平衡位置。無數(shù)個水質(zhì)點(diǎn)按先后次序依次做這樣的圓周運(yùn)動，就形成了向前傳播的海浪。這里要強(qiáng)調(diào)的是，海浪的傳播只是波動形狀的傳播，水質(zhì)點(diǎn)本身并不向前移動，而是在平衡位置的周圍做圓周運(yùn)動。
海水的水質(zhì)點(diǎn)是緊密連在一起的，海面出現(xiàn)波動的時候，必然帶動它下面的水質(zhì)點(diǎn)，一個一個往下傳。在波峰傳過來時，海面的水質(zhì)點(diǎn)被拾起來，海面以下的水質(zhì)點(diǎn)也跟著被抬起來；在波谷傳過來時，海面的水質(zhì)點(diǎn)被拋下去，下層的水質(zhì)點(diǎn)也相應(yīng)地向下運(yùn)動。所以在海面發(fā)生波動時，海面以下的水層也隨著出現(xiàn)類似的波動現(xiàn)象。不過，海面以下的波動要比表面的波動小，這是因?yàn)殡S著深度的增加，波動受到的阻力和摩擦力加大，能量降低，水質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動的半徑也隨之減小，波高也就變小，到了一定的深度，海浪就沒有"力氣"了，變得愈來愈微弱，最后完全消失。據(jù)計(jì)算，在離海面一個波長的深度上，波浪只有海面波高的l／500。比如說，海面上的波高為8米，波長為150米，那么在150米深的地方，波高只有0．016米了。我們知道，大洋的水深都超過l000米，所以，盡管海面上會出現(xiàn)驚濤駭浪，但在大洋的深處，仍然是一個平靜的世界。
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