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潮汐的形成

时间:2022-02-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:大海和河流中的潮起潮落是列奥纳多·达·芬奇在《哈默手稿》中具有引导性的题目。这里列奥纳多·达·芬奇兴致勃勃地提出了持续测量水流的方法,他尽可能地描述水浪冲击的距离、水浪的高度以及涨潮落潮的情况。事实上,潮汐产生的原因主要受到两个方面的影响,分别是地球的自转和天体的吸引力。海水就在这两个力的共同作用下形成了推动潮水涨落的引潮力,进而形成了潮汐。列奥纳多认为,地中海的潮汐每天涨落四次的原因不得而知。

大英图书馆说明

大海和河流中的潮起潮落是列奥纳多·达·芬奇在《哈默手稿》中具有引导性的题目。探讨整个地球在不同的时间段潮汐的变化:“大海潮汐出现的时段基本一致,但因为全球各地白天开始的时间不同,潮汐的时间似乎也不同……当我们这边的半球正值正午,另外一半半球则是午夜。”

同时他也考虑到对水有影响的大量物理变量,包括风的作用。这里列奥纳多·达·芬奇兴致勃勃地提出了持续测量水流的方法,他尽可能地描述水浪冲击的距离、水浪的高度以及涨潮落潮的情况。

在这一页的结尾,他揭示了这个讨论的真正意图,即海贝及化石这类沉淀物如何在地球上循环。他对于各种各样水载沉淀物的运动直觉,表现在他对流体力学最为先行的研究之中。这篇论文,从可以观察到的结果开始分析,总结出一般性理论,体现出列奥纳多·达·芬奇将其哲学爱好结合到专业的水利工程思考中,然后再上升到哲学高度——他完美地画了一个圈。

列奥纳多·达·芬奇用一种艺术的风格,以近似诗人的观察方式,讨论陶泥的来源,结束了这篇论文:“这样的泥沙不会停留在海岸,因为自身很轻,它会随着海浪返回……在风平浪静的时候,慢慢下沉,在海底安家。因为……逐渐变得坚实……在泥沙中,扇贝随处可见,这样的泥沙就是用作制陶的白泥。”

潮汐产生的原因

潮汐示意图

列奥纳多可能是用现代物理学的方法探索潮汐产生原因的第一人。

事实上,潮汐产生的原因主要受到两个方面的影响,分别是地球的自转和天体的吸引力。随着地球的自转,海水也相应进行旋转,而旋转的物体则会产生离心力,使它们具有离开旋转中心的倾向。这一点正如旋转张开的雨伞,雨伞上的水珠会纷纷逃逸。至于天体的吸引力,海水受到太阳、月亮以及其他天体的吸引,正像地球用自身的吸引力俘获了月球一样,因为月球距离地球最近,它对于地球上海水的吸引也最为强烈。海水就在这两个力的共同作用下形成了推动潮水涨落的引潮力,进而形成了潮汐。

由于地球、月球和太阳的相对位置总是在发生周期性变化,所以海水的潮汐也在发生着周期性变化。一般而言,除了地球上的两极因为圆周距离太短,地球自转的离心力非常小之外,其他地方的海水潮汐每天有两次周期性涨落,间隔时间为12小时25分钟,两次涨落共计时长24小时50分钟。因此,潮汐的涨落时间每天都要推迟50分钟。

列奥纳多认为,地中海的潮汐每天涨落四次的原因不得而知。不过他用地中海长度跟地球水域周长的比例关系来推算潮汐涨落次数的方法,却是非常别出心裁的,也能体现出他的宏观地理知识的丰富程度。  

关于月球上的水

有人证明了,在某种天气条件下,月球阴暗的一面有一些亮光,但是另外一种天气条件下却看不到这些亮光。

假设太阳在ab两点之间,月球在en两点之间,地球在pq两点之间,我认为地球的海洋上可以见到太阳的pSq部分,可以观察到月球阴暗的一面eo,并被太阳照亮。当月球上的海洋朝向地球的时候,月球在东边,太阳在西边,地球上的大海将光线反射到月球上的大海,月球上的大海也将光线反射到地球上的大海。

这样,和太阳一起出现在天空西边的新月,会呈现给我们两种不同的光线:一种光线来自太阳,而另一种是地球上大海反射出的光线。因为阳光照射到海面,大海被点亮,大海又会将光线投射向月球。太阳照射到月球上的光线比从地球的大海上反射到月球的光线要强烈很多,如果没有太阳入射光线的衬托,看起来像被太阳光圈环绕的月球似乎有一部分自身的光亮,这部分亮光比起被太阳照亮的部分显得不是很强烈——就像地球上的大海一样,反射出来的阳光比太阳本身发出的光线要稍稍微弱一些。在白天的时候,当太阳和月亮都悬挂在天空,可以做一个实际的对比。

但是当月亮越过南方天际的边界,一路向东,只有月亮上处在黑夜的那一面接收到从地球上的大海反射过去的太阳光线——那一面面向着大海,而另一面面朝着一望无际的星空,和星星并列着,因星星的眷顾而熠熠发光。

但当月亮从我们头顶穿过,太阳在南方时,月亮上黑暗的那一面大量接收到从地球上的大海反射过去的太阳光线(大海面对着月球黑暗的那一面)——如同在地球上的午夜,满月照亮地球一样。而当月亮盘踞在地球和太阳之间时,月球发出更强的光线,因为大海随后反射出的阳光比天空中月亮其他部分的光线更短、更为强烈。那一刻,月亮呈现出的部分亮光,是缘于没有被月亮遮拦的太阳光线照射到地面的大海、然后地面的大海将光线反射回去并传递到月亮之海。而如果挡住没有被月球遮拦的那部分太阳光线,则会看到处于夜晚时分的月亮,要比观察到的月亮之外的太阳部分,显得更加明亮。

桥墩一般有长且陡的坡面延伸出来,以抵御迎面而来的水流的冲击。否则,大桥会很快朝着河水过来的方向倒塌。

堤坝的石头每4布拉乔奥便应该有一条石链比其他部分长,而且石头链上宽下窄,用一条铁链固定在每个主木墩的顶部,把铅灌进石头,插入桥墩,此即主桥墩。

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