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      海洋博物館 > 海國圖志 > 永不停息的海洋

     

    皮球在浪里能漂多遠

    波形前進,皮球只是
    做了一個圓周運動。

      如果把一個皮球扔到波動的海里,皮球能跟隨波浪漂多遠?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。就構成了波動的形狀。

      這種現象并不只限于麥浪。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動。這個波引起了整條長繩的運動,但是,繩子本身并沒有向前移動。

      現在再回到海里的皮球。如果注意觀察就會發現,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,只是隨著波動做了一個圓周運動。

      海水是由無數個非常小的水滴組成的,通常把這些小水滴叫做水質點。當海面上沒有風時,表面的水質點保持平靜狀態,一旦海面上有了風,各個水質點就被吹離了原來的平衡位置,在風和重力的作用下,近似地做圓周運動,運動的中心是原來的平衡位置。無數個水質點按先后次序依次做這樣的圓周運動,就形成了向前傳播的海浪。這里要強調的是,海浪的傳播只是波動形狀的傳播,水質點本身并不向前移動,而是在平衡位置的周圍做圓周運動。

      海水的水質點是緊密連在一起的,海面出現波動的時候,必然帶動它下面的水質點,一個一個往下傳。在波峰傳過來時,海面的水質點被拾起來,海面以下的水質點也跟著被抬起來;在波谷傳過來時,海面的水質點被拋下去,下層的水質點也相應地向下運動。所以在海面發生波動時,海面以下的水層也隨著出現類似的波動現象。不過,海面以下的波動要比表面的波動小,這是因為隨著深度的增加,波動受到的阻力和摩擦力加大,能量降低,水質點做圓周運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。據計算,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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