理论教育 为什么水面波纹呈圆形?

为什么水面波纹呈圆形?

时间:2023-11-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:石头落入水面,激起的波浪以石头为中心,向四周扩散。但实际情况和你所想的并不相同,石头激起的波纹依旧是规规整整的圆形波纹,和在平静的河水中投入一块石头形成的波纹并无两样。经过这番解释,你现在知道了为什么水流不会改变波纹的形状了吧?

为什么水面波纹呈圆形?

我们把一块石头丢到水中,水面会泛起涟漪。就如图26中的一样。对于这个现象,你感到理所当然,从未感到困惑。石头落入水面,激起的波浪以石头为中心,向四周扩散。每层波浪都处于同一个圆周上。

这是在平静的水面中发生的事情,那么换作流动的水面呢?会发生什么情况呢?在流动的河水中投入一块石头,激起的波浪也是圆圈吗?会变成椭圆形或者其他别的形状吗?

你在脑海中想象着湍急的河流中投入一块石头,因为水流速度的作用,你可能会觉得这个圆圈不再规整,而会被扭曲,被拉扯。但实际情况和你所想的并不相同,石头激起的波纹依旧是规规整整的圆形波纹,和在平静的河水中投入一块石头形成的波纹并无两样。这是为什么呢?

图26 水面上荡漾起的圆形波纹

如图27所示,圆形的波纹被河水的流动所吸引,每个点都被吸引到图上箭头所标示的对应位置上,而且所有点移动的距离都是相等的,彼此互相平行的,它们移动的速度也是一样的,这样的移动当然不会改变图形的形状。(www.daowen.com)

图27 水流不会改变波纹的形状

请看图27,原来的四边形1234经过平行移动之后,变成了新的四边形1'2'3'4'——1点移到了1'点,2点移到了2'点,3点移到了3'点,4点移到了4'点。如果我们在圆周上选取更多的点,移动后就会得到全等的多边形,如果我们在圆周上取无数多个点,那么我们等于得到了整个圆周,这样在移动之后,我们会得到一个全等的圆周。

经过这番解释,你现在知道了为什么水流不会改变波纹的形状了吧?

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