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波浪里的大学问

已有 1485 次阅读 2017-7-9 17:46 |个人分类:漫话科学小知识|系统分类:科普集锦

还记得去年我们一起走过的马林河么?虽然那段时间贵阳一直是阴雨绵绵,但庆幸的是,在我们活动的当天虽然天气阴冷,但并没有下雨,偶尔从厚重的云层中还会射出几道斑驳的阳光,这显然是给我们大家增加了许多好心情。

我们一路欢声笑语,不久就来到了马林河边,此时的马林河干净清澈,河面上平静地漂浮着一些白色的小点,这些白色的小点可不是什么白色垃圾,它们是一种叫做“海菜花”的水生植物,据说这种植物喜欢生长在水体干净温暖的环境中,有它出现的地方,就说明当地水质很好,可说是一种天然的水质监测仪。

一阵微风袭来,一股寒意瞬间钻入我们每个人的脖颈间,我们不约而同地拢了拢衣领,希望可以抵住寒风。可是这阵阵寒风也抵不住孩子们的兴奋,也许是因为在城市里看到了太多的高楼大厦,这会儿来到了郊外,他们显得异常激动,从刚一下车,他们就蹦蹦跳跳地在田坎上欢跑,此时的这阵阵寒风显然也是挡不住他们兴奋之情的,只听一个孩子说:“快看!那些花在跳舞!”我们顺着他手指的方向望去,只见河中央的海菜花在威风的吹拂下,轻轻地随河面荡漾,此起彼伏的画面还真有些像是在跳舞呢!我正在感叹孩子们那无尽的想象力时,就听到身边一个家长在逗这孩子:“是呀!这些花还真是在跳舞呢!可是花怎么能跳舞呢?”“因为有风呀!”孩子不假思索地回答道。“可是那些花生活在水里,风怎么能让它们动起来呢?”朋友追问。“因为风吹动了水,是水让花动起来的!”孩子回答。“那么为什么风一吹动水,水就会动呢?”这个问题可把孩子给难住了,他显然还不能回答这之间的关系。

还别说,这个问题也让我仔细思考了起来,我们常说“无风不起浪”,微风吹过水面,水面就会泛起阵阵涟漪,这是一个司空见惯的自然现象,我们也理所应当地当做很平常的事情,但仔细琢磨,这里面恐怕还真有一些科学道理呢!那么它们之间究竟有什么关系呢?

我们都知道,水和空气是两种不同的流体,空气的流速显然比水的流速快,所以当风从水面上吹过时,它们的流动速度是不同的,于是在这两种不同的流体之间就产生了速度差,再加上水和空气都具有粘性,这就必然会使得水和空气产生了摩擦力,这种存在于空气和水面之间的摩擦力在力学上有一个专业术语,叫做“风应力”,于是在风应力的作用下吗,水质点原来的平衡就会收到破坏,从而发生向前、向后、向上、向下的位置移动,这种位置的变化并不是无规律、随机的,而是一种有规律的、周期性的起伏运动,于是在风应力的作用下,“波浪”就产生了。,这种由于空气流动而产生的波的运动,就被人们叫做“风生波”。

风吹水,水波动,你瞧,这平日里我们已经习以为常的自然现象里原来还蕴含了这样有趣的科学奥秘在里面呢!




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