爆款!高分读物《科学照进现实:科普必读精选集》,揭秘实情令人叹为观止!(12)
2024-01-14 来源:旧番剧
也许又有人假定,既然月亮如此引起潮汐,那么我们就总是当月亮在子午圈上时有高潮,而月亮在地平线上时则有低潮了。事实并不如此,原因有二:首先,地球所拥有的无比巨大的水体所造成的强大惯性,将会使得潮汐现象相对月亮位置的变化有一个延迟现象。潮汐运动在月亮离开子午圈后还要继续下去——这正像一块石子离开手后还向上冲去,而波浪也被水的动力推向高于水平面的岸上一样。另一原因是大陆的隔断。海潮遇上大陆就按大陆情形而改变方向,但由一点转向另一点又需要较长时间。因此我们比较各地潮汐时就会发现其并不规则了。但通常,这个延迟的时间等于我们刚才提到过的45分钟。
太阳同月亮一样也会引起潮汐,但作用比较小——有兴趣的读者可以根据我们曾经给出的数据和方法,按照引力的平方规律来算出太阳和月亮引潮能力的不同。值得一提的是,新月和满月时,这两者在一条线上合力吸引,因此有最高潮和最低潮。这些是所有住在海滨的人都熟悉的,他们叫作“大潮”(spring tides)。在上弦和下弦时,太阳的吸引抵消了部分月亮的吸引,因此潮既不涨得极高也不落得极低,这就叫作“小潮”了(neap tides)。
第五章月食
月食是指月亮进入了地球的阴影中。日食则是因为月亮在太阳与我们之间经过。我们以下就要说明这些现象中的最有趣的几个方面以及其发生的规律。
为什么不是每次满月都有月食呢?地球的阴影当然永远在背对着太阳的一面,可是满月的月亮却有时在阴影上有时在阴影下经过,因此不会被蚀。这是因为月亮的轨道面对黄道平面约有5度的倾斜,地球却正在黄道平面上运行而其阴影中心也正投在那儿。再回到我们从前的假想,把黄道在天球上画出来,再进一步假定把月亮在天球上运行的视轨迹(白道)也画出来。我们那时就会发现月亮的轨道与太阳轨道在相对的两点相交,其交角只有5度。这两点叫作“交点”(nodes)。在一交点上月亮由下面移到了上面,或者说是从黄道南移到了黄道北。这一点叫作“升交点”(ascending node)。在另一点上月亮则是由北而南,这一点叫作“降交点”(descending node)。
因为太阳比地球大,所以地球的阴影(指本影)呈一个锥顶伸向远处的圆锥体。在地球身后地月距离处(正对地球身后的月球轨道处),锥体阴影的截面直径约有地球的3/4,也就是说约9 600千米。又因为阴影中心是在黄道平面上,在地球正身后的月球轨道处,所以阴影就只能在黄道面上下各遮掩4 800千米。而在两交点之间,月球轨道偏离黄道面最远的两点与黄道平面的距离约为地月距离的1/12,也就是说约有32 000千米。所以,月亮只有在到了两交点附近,同时又正好处于地球身后时,才能进入地球的阴影区。