為何海洋會漲潮和退潮?漲潮的水和退潮的水到哪去了

2022-01-17 07:46:35 字數 4498 閱讀 3146

1樓:策神歷史

地球其實就是一個水球,地球上有很多的海洋,而且每天都是有一定的規律的會出現潮汐的現象。每當漲潮的時候,那些海水不知道是從**來的,人們看到的只是一望無際的海洋,而當退潮的時候,這些海水又一次消失了,沒有任何的蹤跡,這不得不讓人們感嘆大自然是如此的神奇。也正是這神奇,讓人有很多的問題出現。

一、海洋為什麼會出現這樣的現象?

人類現有所學的知識明白的一個道理就是任何物體也發生了運動,那麼就一定是有改變,而且是受到了力的作用,才會出現這種改變。所以說海水漲潮和退潮也是因為自身發生了運動,所在的狀態出現了改變,在這個過程當中,海水也受到了力的作用,而這個力就是萬有引力。

牛頓是告訴過我們的引力是在這個宇宙當中存在的,而且是無處不在,只要是有質量的東西都會產生引力,而且引力的大小和整體的自身質量是成正比的,也就是說與距離平方是成反比的。在太陽系當中太陽的質量是巨大的,可以說是佔了整個太陽系質量的99.286%,也就是說對地球的引力是極其大的。

而地球和月球的距離是非常近的,所以月球對地球是有一定的眼力的,而且已經超過了太陽。所以說人們就可以認為,地球的海洋之所以會出現潮汐的現象,是因為月球存在的一種引力,將海水給吸走了,離開地球表面,從而形成了漲潮。

二、漲潮的水來自於**?

其實在地球上的海洋水都是相通的,在這種情況之下,其他海洋區域的水在漲潮的時候就會湧過來。而與之同時出現的就是有一部分海水會失去,所以就形成了退潮,也就是說漲潮和退潮是一個相互作用的過程。在地球自轉和月球公轉的時候,月球和地球的位置就會出現一定的改變,而且是週期性的,所以海洋就會有規律地出現潮汐現象。

三、地球的背面也出現了潮汐現象?

有很多人可能不理解了,潮汐是由月球所引起的,那麼地球在背對著月球的一面,依然會出現這樣的漲潮現象嗎?

月球和地球的關係並不如人們印象當中那樣的,實際情況是月球和地球都是在繞著一個東西在運動,地球和月球之間有共同的質心運動,在這樣的狀態之下運動,兩者就不會出現背面的關係,而且地球的質量是比較大的,所以地球和月球之間共同質心的位置是在地球,在半徑之內的。但是地球依然會繞著這個東西進行運動。而在地球背對著月球的那面,是有離心力進行抗衡的,地球除了自身的引力之外還有月球的引力。

2樓:匿名使用者

漲潮的水是怎麼來的?

你有沒有好奇過海水漲潮時,這些潮水是從**來的?

其實,海洋中的海水既不會變多,也不會變少,之所以會有潮起潮落的變化其實是因為月亮的緣故。

牛頓在2023年出版了一本書《自然哲學的數學原理》,在這本書中牛頓提到了萬有引力公式,他介紹說,任何兩個物體之間都存在萬有引力,但引力的大小和物體之間距離的平方成反比。

地球上的海水,除了受地球引力之外,還受月亮的引力影響。我們知道,力不僅有大小,還有方向,其中地球引力的方向指向地球核心,而月球引力方向指向的是月球的核心。

也就是說,地球上的物體,會主要受兩個力的影響,其中一個是地球引力,另一個是月球的潮汐力,而地球的引力指向地球核心,也就是我們說的「下面」,而月球的潮汐力指向的是天空上月球的方向,也就是我們說的「上面」。

由於地球質量相較於月球而言更大,而且地球距離海水更近,所以海水受到的地球引力就較大。而月球質量雖小,距離海水雖然較遠,但由於海水是液態流體,容易在力的作用下匯聚,因此海水會受月球引力的影響,紛紛聚攏在靠近月球的一端。

而遠離月球的另一端,由於地球存在著自轉,也使得它們能夠形成高潮。所以在地球上,會有兩個地方同時存在高潮,一個是靠近月球的一端,一個是遠離月球的一端。與此同時,地球上也會形成兩個低潮,分別是高潮的兩側。

所以,地球上的水並沒有增多或者減少,只是海水從這個地方,聚集在了那個地方而已。

潮起潮落對地球有什麼影響?

如果沒有月亮的潮汐力,可能地球生物的生活會大受影響。

對人類最大的影響是一天的時長。對於現在的我們而言,每天是24小時,但科學家通過研究發現在恐龍生活的年代,每天只有23.5小時,而在地球形成之初,每天只有8小時。

之所以會如此,是因為一天等於地球自轉一圈的時間,在地球剛形成之初,地球自轉的速度很快。

然而地球表面物質,比如:海水受月亮潮汐力影響,發生摩擦、形變,以至於地球會消耗動能並以熱量的形式散發到宇宙中。

這就類似於一顆不斷轉動的鐵陀螺,當你在它旁邊放置一個磁鐵時,陀螺轉動的速度會越來越慢。

地球轉動的速度也會越來越慢,最終地球自轉速度會與月球圍繞地球公轉一圈的速度一致,這個就叫做:潮汐鎖定。

目前,地球已經完成了對月球的潮汐鎖定,但由於月球質量較小,萬有引力也較小,因此月球需要花費更長的時間才能潮汐鎖定地球。

除了影響地球的自轉之外,潮起潮落還會影響到海洋生物的生存。

我們知道,海水的漲落可以將海洋深處的海水帶到海洋表面,而海洋表面的海水可以進入到海洋內部,這樣大大促進了海洋內部能量的流動。

在地球上,大多數生物的能量**主要是依靠植物光合作用,海洋中雖然沒有植物,但海洋中有許多浮游植物可以通過光合作用生產能量。然而海水可以隔絕太陽光子,以至於足夠深的海底長期沒有陽光,所以能量匱乏,以至於生物非常稀少。

但是浮游植物的體積非常小,質量也非常輕,它們會隨波逐流的運動。當潮起潮落時,它們會與海洋深層的海水發生交換,為海洋深處提供能量的流動。

所以海洋生命並不只有海洋表面上一層,而是即使在陽光照射不到的地方,也有生命能夠生存。

而且,一些植物會在月光的「照耀下」生長,研究發現月亮的微光對於一些植物、昆蟲的成長至關重要。

除此之外,潮汐變化還能夠生產能量,為地球提供更為清潔的潮汐能,一些沿海地區會使用潮汐能來生產電流,相對於傳統煤炭發電而言,這種方式更清潔、更安全、可持續。

總結

地球上潮起潮落雖然是自然現象,但這個現象發生的原因和月亮有關,並不是海水真的變多或者變少。

月亮的潮汐力對地球生物而言至關重要,它不僅減慢了地球的自轉速度,還讓海洋生物能夠在更深層的海洋裡生存。

3樓:匿名使用者

我們都知道,當一個物體的運動狀態發生了改變的時候,一定是受到了力的作用,而海水的漲潮和退潮其本質也是自身的運動狀態發生了改變,因此在這個過程中海水必定也是受到了力的作用,那麼是什麼力呢?答案就是萬有引力。

牛頓告訴我們,引力在整個宇宙中無處不在,凡是具有質量的物體都可以產生引力,引力的大小與質量成正比,與距離的平方成反比。在太陽系中,太陽的質量非常巨大,佔據了整個太陽系質量的99.86%,其對地球的引力不可小覷,但因為月球與地球的距離非常近,所以月球引力對地球的影響遠遠超過了太陽。

因此我們可以簡單地認為,地球海洋的潮汐現象主要是由月球引起的,月球的引力會將地球面對著月球的一面的海水稍稍地「吸」離地球表面,於是就在這裡形成了漲潮,漲潮的水哪來的呢?其實地球的海洋是彼此相通的水域,在這種情況下,地球上其他海洋區域裡的海水就會湧過來,與此同時,那些失去了部分海水的區域就形成了退潮,而退潮的水其實是去了漲潮的海洋區域。

在地球的自轉以及月球的公轉運動的過程中,月球與地球的相對位置會出現週期性的改變,所以地球上的海洋就會出現有規律的潮汐現象。

然而按照上述的說法,應該是地球每自轉一圈(也就是一天)海洋就會出現一次潮汐現象,但實際情況卻是,在每一天裡,這樣的現象會出現兩次,具體而言就是,當地球面對著月球的一面的海洋在漲潮時,地球另一面的海洋也會漲潮。

這就有點讓人迷惑了,既然潮汐是月球引起的,那為什麼地球背對著月球的一面也會漲潮?

在我們的印象中,月球和地球之間的運動關係就是地球穩穩地居中,只是月球繞著地球運動,其實這是不正確的。事實上,月球和地球都在圍繞著一個共同的質心運動,為了說明這個問題,我們不妨來看一下太陽系中的一個典型的例子。

上圖為冥王星和它的衛星「卡戎」的執行狀態,可以看到冥王星和「卡戎」都在圍繞著它們的共同質心運動,而由於冥王星的質量太小,以至於它和衛星的共同質心落在其自身的半徑之外。其實地球和月球的運動狀態也與之相同,只不過地球的質量比較大,所以地球和月球的共同質心位於地球的自身半徑之內。

儘管如此,地球還是會圍繞著這個質心運動,在這個過程中就會產生「離心力」(注:「離心力」是為了方便討論非慣性系的相關問題而引用的一種虛擬力,其本質是物體慣性的體現),由於「離心力」可以讓物體遠離旋轉中心,在這種力的作用下,地球上的海水就會有向外逃逸的趨勢。

在地球背對著月球的一面,與「離心力」抗衡的除了地球自身的引力之外,還有月球的引力,但由於地球的直徑高達12756公里,這使得地球背對著月球的一面的海水所受到的月球引力明顯減小,因此在這個位置,月球引力在與「離心力」較量中處於下風,這裡的海面就會在「離心力」的作用下出現一定程度的升高,從而引起漲潮。

現在問題又來了,既然「離心力」可以讓地球上的海水向外逃逸,那麼在地球面對著月球的一面,月球引力和「離心力」的方向就會是一致的,這兩種力疊加起來,這裡的潮汐現象豈不是要變得更加劇烈了?

「離心力」的計算公式為 f = mω^2r,其中m代表物體的質量,ω代表物體身轉動角速度,r代表物體與旋轉中心的距離,由此可知,對於地球上的海水而言,其與地球和月球的共同質心的距離越近,所受到的「離心力」就越小,反之亦然。

地球和月球的共同質心距離地心4700公里,大概位於地球半徑的3/4的位置,我們可以看到,因為地球面對著月球的一面的海水更加接近這個共同質心,所以在這裡其受到的「離心力」也會相應地減小很多,因此不會出現更加劇烈的潮汐現象。

總而言之,漲潮的水並不是憑空而來,而退潮的水也不是神祕消失,這其實是地球上的海水在引力和「離心力」作用下的週期性運動,基本上就是一個「左手換右手,然後再右手換左手」的過程。

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