為什么會產生潮汐現象

時間：2024-07-25 23:55:49 鐘澄少兒百科我要投稿

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為什么會產生潮汐現象

　　生活在海邊的朋友們，經常會見到一種“潮汐現象”，所謂潮汐現象就是說海水有漲潮和退潮的時候，有時候海水的位置較高，也有時候海水會退下去，那么為什么會出現這種潮汐現象呢?產生潮汐現象的原因又是什么?下面小編給大家搜集了一些關于潮汐現象的資料，一起來看一看吧。

　　到過海邊的人都知道，海水有漲潮和落潮現象。漲潮時，海水上漲，波浪滾滾，景色十分壯觀;退潮時，海水悄然退去，露出一片海灘。我國古書上說：“大海之水，朝生為潮，夕生為汐。”那么，潮汐是怎樣產生的?

　　古時候，很多賢哲都探討過這個問題，提出過一些假想。古希臘哲學家柏拉圖認為地球和人一樣，也要呼吸，潮汐就是地球的呼吸。他猜想這是由于地下巖穴中的振動造成的，就像人的心臟跳動一樣。

　　隨著人們對潮汐現象的不斷觀察，對潮汐現象的真正原因逐漸有了認識。我國古代余道安在《海潮圖序》一書中說：“潮之漲落，海非增減，蓋月之所臨，則之往從之。”漢代思想家王充在《論衡》中寫到：“濤之起也，隨月盛衰。”他們都指出了潮汐與月球有關系。到了17世紀80年代，英國科學家牛頓發現了萬有引力定律以后，提出了潮汐是由于月球和太陽對海水的吸引力引起的假設，從而科學地解釋了潮汐產生的原因。

　　原來，海水隨著地球自轉也在旋轉，而旋轉的物體都受到離心力的作用，使它們有離開旋轉中心的傾向，這就好象旋轉張開的雨傘，雨傘上水珠將要被甩出去一樣。同時海水還受到月球、太陽和其它天體的吸引力，因為月球離地球最近，所以月球的吸引力較大。這樣海水在這兩個力的共同作用下形成了引潮力。由于地球、月球在不斷運動，地球、月球與太陽的相對位置在發生周期性變化，因此引潮力也在周期性變化，這就使潮汐現象周期性地發生。

　　為什么會漲潮和退潮？是什么原理？

　　漲潮和退潮都是自然界的一種潮汐現象，這種現象往往出現在沿海地區，主要原理就是受到太陽和月球引力作用而導致的，進而形成了海水周期性的漲退現象。

　　漲潮和退潮為什么叫潮汐

　　本身漲潮和退潮就是自然界一種常見的現象，只是在生活中為了能夠清楚的表述該現象，人們就習慣用潮汐來稱謂。簡單表述的話，人們將海水垂直方面的漲退叫做潮汐，將水平方向的流動叫做潮流。甚至在生活中為了更細區分，還把海水早晨的高潮叫做潮，而將海水晚上的高潮叫做汐。

　　發生漲潮和退潮的原理

　　海水會發生漲潮和退潮現象，主要原因就是受到了月球引力的影響。眾所周知在地球質點上無時無刻都會受到月球質點的萬有引力影響，這個力不僅僅會作用在地球質心上，而且還會呈現以一種圓周運動的向心力。再從專業角度看，產生的這種向心力會與對應的慣性力成為大小相等方向相反的力，在理想情況下這兩種力可以互相抵消。

　　不過在實際中這兩種力是不會抵消的，畢竟地球的體積相對比較大，再加上離月球最近的物體在繞地球和月球共同質心做圓周運動過程中，所運動的軌道半徑會小于地球質點的軌道半徑。這讓物體所受到的萬有引力會大于所受到的慣性力，讓其兩種力的大小變得不同，這就難以發生相互抵消的理想情況，勢必一直會保持重力變小的情況。

　　海水也屬于地球上的一種特殊物體，在地球自轉過程中，只要海水處于面對月球的位置，受到的引力呈現最大重力變小導致海水的涌起成為漲潮；而當海水處于背向月球的位置，受到的引力呈現最小重力變大導致海水的降落成為退潮。

　　退潮后的海水會不會流向地心

　　海水上漲時候不用說，全部海水流出造成了海平面的上升，不存在任何的疑點。不過當退潮后多余的海水流向哪了？這讓很多朋友發生質疑。對此一部分人士猜測，海水不會憑空消失，退潮后這些海水沒有更好的去處，只能流向地心暫時儲藏。

　　水向地處流，對于這種猜測也不能說沒有任何道理。不過有專家實驗證實，事實上流入地心的海水是非常少的，多的海水還流入到了原來的地方。專家在實驗中發現，在海水受到萬有引力和自身重力情況下，會發生自然的“拉扯”變形狀況。在這種狀況下，近月球的海水被吸引的涌起，就需遠距離海水填補原來缺失的海水。這讓起初退潮多余的海水，又重新流到了原來的地方而不會流入地心。

　　大自然現象就是這樣的奇妙，除了太陽的東升西落和海水的潮汐變化外，還有很多自然神奇的地方等待大家進一步發掘。海水漲潮和退潮原理大家都明白了吧！簡單說就是受到月球的引力作用而產生的，只是在這種現象中又隱藏很多的原理現象，這就需要大家慢慢思考理解了！

　　揭秘潮汐現象：為什么地球“背向”月球的一面也會漲潮？

　　地球是太陽系中唯一一顆擁有地表海洋的行星，地球的海洋是如此廣袤，以至于整個星球的表面有大約71%的面積都被海洋占據。生活在地球上的我們，早已對海洋有規律的漲潮和退潮習以為常，當這種現象發生在白天的時候，我們將其稱之為“潮”，如果發生在夜晚，我們則將其稱之為“汐”。

　　為什么地球海洋會出現潮汐現象呢？一個眾所周知的原因就是月球的引力作用，盡管月球的質量在太陽系中并不算大，但與太陽系中的其他星球相比，月球與地球的距離可以說是“近在咫尺”，所以月球的引力就能對地球表面的海洋產生顯著的影響。

　　或許我們可以簡單地認為，由于引力與距離的平方成反比，因此地球“面向”月球的一面受到的月球引力更強，并且距離月球越近的區域，受到的月球引力就越強。

　　在這種情況下，這一面的海洋就會微微隆起，這樣就形成了漲潮，但由于地球在自轉，這個隆起的區域與月球的距離會越來越遠，月球的引力隨之不斷減弱，海洋的隆起也逐漸消失，于是就形成了退潮，隨著這個過程的持續，地球海洋也就出現了有規律的潮汐現象。

　　按照這樣的理解，地球“背向”月球的一面就不應該出現漲潮，但人們卻早已觀察到，地球的海洋通常都會在一天之內出現兩次漲潮，其發生時間的間隔大約為半天，而我們都知道，地球每完成一次自轉，差不多就是一天的時間。

　　這就意味著，地球“背向”月球的一面也會漲潮，為什么會這樣呢？下來我們就來揭秘一下這種看似奇怪的潮汐現象。

　　通常我們都會將地月系統的運動狀態想象成，月球一直在地球引力的束縛下圍繞著地球公轉，而地球卻穩穩地不動，然而事實卻并非如此。

　　根據萬有引力定律，引力的作用是相互的，當地球在“吸引”月球的時候，月球其實也會對地球產生同樣大小的引力，因此如果沒有其他因素的干擾，那地球和月球就將不可避免地撞在一起。

　　地球和月球之所以會像現在這樣穩定的運行，其實是因為它們都在圍繞著地月系統的質心一起轉動，而它們之間的引力則起到了向心力的作用。

　　在此過程中，地球和月球都會因為自身的慣性而具備了遠離旋轉中心的趨勢，從而使地球和月球始終能夠保持一定的距離，而不會被向心力“吸引”得撞在一起，因此這種趨勢等效于一種與向心力相反的力，所以我們可以將其稱為“離心力”。

　　需要注意的是，“離心力”的本質是物體慣性的體現，它不是一種真實存在的力，而是一種為了方便討論而引入的虛擬力。

　　“離心力”的大小可用公式“F = mω^2r”來進行計算，其中m、ω、r分別代表物體的質量、轉動的角速度、物體與旋轉中心的距離，可以看到，“離心力”的大小與物體與旋轉中心的距離是成比例關系，也就是說，距離旋轉中心越遠，“離心力”就越大，反之亦然。

　　由于地球的質量遠大于月球，因此地月系統的質心其實是位于地球半徑之內，大概在地球與月球質心的連線上距離地心4700公里的位置上，與之相比，地球本身的直徑則大約為12742公里，而這也就意味著，地球“背向”月球的一面受到的“離心力”比地球“面向”月球的一面更大。

　　另一方面來講，地球“背向”月球的一面與月球的距離更遠，月球引力就會減弱，此消彼長之下，“離心力”就占據了主導地位，由于“離心力”與月球引力是相反的，因此這一面的海洋就會向遠離月球的方向隆起，進而形成漲潮。

　　簡單總結一下就是，在地月系統的運動過程中，地球海洋會同時受到月球引力和“離心力”的影響，在地球“面向”月球的一面，是月球引力引發了海洋的漲潮，而之所以地球“背向”月球的一面也會漲潮，則是因為“離心力”的作用。

　　值得一提的是，作為太陽系中的“老大”，太陽同樣也會引發地球海洋的潮汐現象，只不過太陽距離地球太遠（相對于月球），其引發的潮汐幅度就比月球更小。

　　當月球運行到與地球和太陽在同一條直線時，太陽與月球引發的潮汐就會出現疊加效果，從而使地球海洋的潮汐幅度更大，此時出現的潮汐稱為“大潮”，而當月球運行到地球與太陽的連線的垂直方向時，太陽引發的潮汐就會明顯削弱月球引力發的潮汐規模，此時出現的潮汐則被稱為“小潮”。

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