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如何解释如图水波纹与平静水面有明显界线的问题?优质

934次浏览| 2022-06-28 17:20:38 更新
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1. 水面波纹明显边界问题是指,在水面有波纹时,在多种复杂变化条件下,水面呈现在波纹有明显的边界,边界以外区域有波纹不明显,目视近似镜面,边界以内波纹为鱼尾纹,波峰波谷明显,目视有明确的暗影。

2. 水体条件:各种水体,静止的水塘,湖面,流动的河水水面,海面

3. 有风的睛天,雨天阴天。即需要基本的光照观察条件,以及基本的风力形成水面波纹。

4. 水体深度不同。

5. 观察方向为波纹区周围的360度角度。

6. 显著特点为,在相当长的时间(以分钟为单位)内,波纹区的形状和明晰边界维持相对稳定,与周边环境似无明显的特定相关性。

观察所得:经过初步观察有如下发现:

1. 波纹区发生在可以存在于水体的任意区域,水面中心,靠岸某侧。

2. 波纹区形状无明显限定特征,可以是条块,多个分块,任意形状,可以是单个存在,也可以是多个区块,相互间有明显的分界。

3. 最为神奇的特点是波纹区极为稳定,特别是在运动水体中保持很好的位置稳定性,整体位置与水体运动方向有较小迁移,但整体形状保持大体不变,有很好的继承性。

4. 经过比较一些可以干涸的水体(河床,水塘,小湖),水底地形与波纹区的形状没有特定关系。同一水塘,同一水面位置,可以变化形成不同的波纹区。每次的稳定性与边界明晰性都是一样的。

今天在湖边从不同角度观察了这一现象,发现所谓的“平静水面”并不平静,一阵风就可使整个湖面波动,而事实上经常是几股风从不一致的角度吹来,不同的水波互相影响,在湖面形成不同的区域,这些区域间的过度是渐进的而没有明晰界限,观者看到的界限实际上是不同区域的水波对光的反射方向不同,那些反射入眼的光被以为形成了一个所谓的“水波纹”,而换一个观察点,可发现“水波纹”之外也是水波纹,之前的可见区域是广大的区域中的一部分而已,光亮的“水波纹”的形状也随观察点的变化而改变,其边界的形成是观者的位置、风场和波形对光的反射各因素共同造成的。

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实际上水和空气的交界处是水蒸汽和水,属于液体表面层,这一层就决定了水的表面张力。当风吹过水面时,这层水蒸汽会被风“带动”,水蒸汽进一步带动水面。这从本质上说是分子势的作用。

当水面已经变得不平静了,这是风的压强可是直接起作用了。但这样只是可能只是造成了水平波纹,需要有个机制来确保乱纹的出现。这部分非线性的讨论比较多,大多很复杂,我没有完整的弄清楚。大致的思路是,某些条件下风在水面会产生湍流。风场变得各个方向都有,乱纹由此而来。

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