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海洋為什么會(huì)有潮起潮落 海洋為什么有潮汐現(xiàn)象


海洋為什么會(huì)有潮起潮落 海洋為什么有潮汐現(xiàn)象

文章插圖
我們都知道 , 地球上的海洋每天都會(huì)有規(guī)律的漲潮和退潮 , 當(dāng)漲潮時(shí) , 大量的海水會(huì)不斷地涌來(lái) , 而退潮時(shí) , 海水又會(huì)漸漸地退去 。那么海洋為什么會(huì)有潮起潮落?漲潮時(shí)的海水哪來(lái)的?退潮時(shí)的海水跑到哪去了呢?下面我們就來(lái)講一下 。
從本質(zhì)上來(lái)講 , 海洋的潮起潮落其實(shí)就是海水的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變 , 根據(jù)牛頓第一定律 , 物體總是會(huì)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或者靜止?fàn)顟B(tài) , 直到有外力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止 , 那么是什么外力改變了海水的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)呢?答案就是其他天體的引力 。
在太陽(yáng)系中 , 地球主要受到太陽(yáng)和月球這兩個(gè)天體的引力影響 , 盡管太陽(yáng)的質(zhì)量非常大(與月球相比) , 但因?yàn)樘?yáng)與地球的平均距離高達(dá)1.5億公里 , 而月球與地球的平均距離卻只有大約38萬(wàn)公里 , 而引力的大小與質(zhì)量成正比 , 與距離的平方成反比 , 所以月球引力對(duì)地球的影響就比太陽(yáng)更大 , 而這也就意味著 , 地球海洋的潮起潮落主要是月球的引力造成的 。
地球表面與月球距離最近的點(diǎn) , 受到的月球引力最大 , 我們可以將其稱為“近月點(diǎn)” , 然而這個(gè)點(diǎn)在地球表面的位置并不是固定的 , 由于地球大約每24個(gè)小時(shí)完成一次自轉(zhuǎn) , 而月球大約每27.32天圍繞地球公轉(zhuǎn)一次 , 因此“近月點(diǎn)”在地球表面的位置就會(huì)出現(xiàn)有規(guī)律的變化 。
另一方面來(lái)講 , 因?yàn)楹K梢哉J(rèn)為是液態(tài)物質(zhì) , 很容易受到月球引力的影響 , 所以海水就會(huì)向“近月點(diǎn)”附近區(qū)域匯聚 , 從而形成漲潮現(xiàn)象 , 而由于地球的海洋都是連在一起的 , 因此當(dāng)海洋中的某一區(qū)域出現(xiàn)漲潮 , 其他海域中的海水就會(huì)出現(xiàn)減少 , 從而形成退潮 。
所以我們可以做一個(gè)簡(jiǎn)單的總結(jié):地球海洋的潮起潮落 , 其實(shí)就是在地球的自轉(zhuǎn)以及月球的公轉(zhuǎn)過(guò)程中 , 海水在月球引力作用下進(jìn)行有規(guī)律地流動(dòng) , 所以漲潮時(shí)的海水其實(shí)是來(lái)自于退潮的海域 , 反過(guò)來(lái)講 , 退潮時(shí)的海水其實(shí)是跑到漲潮的海域去了 。
那問(wèn)題就這樣簡(jiǎn)單地解釋了嗎?其實(shí)不然 。通常情況下 , 地球上的海洋每天都有兩次潮起潮落 , 而之所以會(huì)這樣 , 則是因?yàn)榈厍颉懊鎸?duì)”著月球的一面和“背對(duì)”著月球的一面都會(huì)出現(xiàn)漲潮 , 大概就是這圖這個(gè)樣子 。
所以問(wèn)題就來(lái)了 , 如果說(shuō)海洋的潮起潮落是月球引力造成的 , 那地球“背對(duì)”著月球的一面為什么會(huì)漲潮呢?這一面所受到的月球引力不是更小嗎?其實(shí)這是可以解釋的 。
我們通常會(huì)將地月系統(tǒng)想象成“月球在圍繞著地球公轉(zhuǎn) , 而地球卻一動(dòng)也不動(dòng)” , 就像下圖這樣 。
但事實(shí)卻并非如此 , 要知道引力的作用是相互的 , 在月球的影響下 , 地球其實(shí)也會(huì)運(yùn)動(dòng) , 實(shí)際上 , 地球和月球都在圍繞著它們的共同質(zhì)心運(yùn)動(dòng) , 只不過(guò)由于地球的質(zhì)量比月球大得多 , 這個(gè)共同質(zhì)心就落在了地球內(nèi)部(如下圖所示) 。
所以地月系統(tǒng)的運(yùn)行應(yīng)該是下圖這樣的 。
在這個(gè)過(guò)程中 , 地球上的物質(zhì)就會(huì)受到“離心力”的影響 , 從而具備了遠(yuǎn)離地月共同質(zhì)心的趨勢(shì)(注:“離心力”是為了便于討論非慣性系的相關(guān)問(wèn)題而引入的虛擬力 , 其本質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn) , 所以我們將這種力加上了引號(hào)) 。
“離心力”(F)可用“F = mω^2r”來(lái)描述 , 其中m、ω、r分別代表物體的質(zhì)量、角速度以及與物體與旋轉(zhuǎn)中心的距離 , 可以看到 , “離心力”的大小與r成正比例 。
這就意味著 , 地球表面與月球距離最遠(yuǎn)的區(qū)域 , 其受到的“離心力”最大 , 所以海水也會(huì)向這個(gè)區(qū)域匯聚 , 因此地球“背對(duì)”著月球的一面出現(xiàn)漲潮現(xiàn)象也就不足為奇了 。
好了 , 今天我們就先講到這里 , 大家有沒(méi)有覺(jué)得看完漲知識(shí)了呢?歡迎大家關(guān)注我們 , 我們下次再見(jiàn) 。
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【海洋為什么會(huì)有潮起潮落 海洋為什么有潮汐現(xiàn)象】


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