潮汐是怎样使地球自转速度变慢的

本文说明月球引起地球海水的潮汐如何减慢地球的自转,就中特别说明了海水与海底的摩擦的作用,也简述了海水潮汐的“反作用”对月球运行的影响。     

地球引力使月球形状扭曲

<正>从地球上看去,月球似乎是完美球形。但是,围绕月球运行的探测器发回的最新数据却表明,从距离地球最近端到最远端,它其实是略长的扁圆形。是什么原因造成了这种不太完美的形状?月球形成两亿年后,地壳薄弱,下层岩石呈熔融状态,使其容易受地球引力潮汐影响而扭曲。当月球冷却时,形状就被固定,形成"化石膨凸",确定了现在的地势。科学家已将文章发表在《自然》(Nature)网站上。     

潮汐的成因及其对天体所产生的影响

海水在日、月引力作用下产生的周期性涨落现象称为潮汐,海水上涨时叫涨潮,下落时叫落潮;涨潮时海水涨到最高处叫高潮,落潮时海水下落到最低处叫低潮。高低潮之间的垂直距离叫潮差,潮差达到最大值时的潮汐叫大潮,潮差达到最小值时的潮汐叫小     

中国古代对潮汐的观察及近距作用的观念

近年来某些科学史文章在论述中国古代关于潮汐的观察成就时,以为古代人已有超距的引力观念,这多少误解了古代典籍中的有关记载和古人的思想.本文就此谈点看法,供读者参考. 一、对潮汐规律及成因的探讨 中国古代有关潮汐的记载极为丰富,早期的文献如《尚书》、《周易》、《诗经》和《山海经》中就有过描述1).古代人在观察、研究潮汐,探讨它与日、月运动的关系以及对它的成因寻求解释等方面都表现出极大兴趣. 潮汐简称潮,又称为海涛.古人所以把海水的定期涨落称为潮汐,是因为白昼有潮,夜晚也有潮.葛洪的《抱朴子·外佚文》说:“麋氏云:‘潮者,…     

固体潮相关的地球表面形变和涨落

在月球和太阳的引力作用下,地球的固体表面也发生与海水表面类似的周期性涨落,这种现象称为固体潮.固体潮的形成原因与海潮相同,但其计算问题远比后者复杂.本文用开尔文地球模型和比较简单的方法计算固体潮相关的地球表面方程和涨落幅度,并进行相关问题的讨论.     

黑洞的“解剖学”

 1915年,36岁的爱因斯坦创立了广义相对论.我们不妨说,这种关于时空与引力的崭新理论的精髓乃是:物质告诉其周围的时空如何弯曲;弯曲的时空则告诉其中的物质如何运动.这两句话的前一句说的是:在离任何质量(即引力源)都极其遥远的地方,时空是平坦的;但当你趋近一个大质量的物体(即强引力源)时,你就会发现那里的时空曲率在逐渐增大,引力场越强,时空的弯曲也越显著.第二句话说的是:在弯曲的时空中,物体总是沿着有可能遵循的各种路径中的最短者运行,犹如在平坦时空中物体永远沿直线行进一般.     

诠释潮汐现象

 一、潮汐及其成因潮汐是海水的一种周期性涨落运动,“潮者,据朝来也;汐者,言夕至也”（葛洪,公元281～361,东晋）,即一昼夜中两次涨起、两次跌落。白天上涨的叫做“潮”,晚上上涨的叫做“汐”,合称“潮汐”。在潮汐涨落的每一周期内,当水位上涨到最高位置时,叫做高潮;当水位下降到最低位置时,叫做低潮。相邻高潮与低潮的水位差叫做潮差。从低潮到高潮的过程中,水位逐渐上升,叫做涨潮;从高潮到低潮的过程中,水位逐渐下降,叫做落潮。我国钱塘江入海口就是世界两大观潮胜地之一（另一为亚马逊河北河口）,惊心动魄的自然界景观很早就引起人们的关注。     

微弱信号检测讲座 第四讲 引力波检测

类似于投石激起平静水面的涟漪,引力波(又称引力辐射)是物质加速运动使引力场产生的波动.广义相对论预言:引力波类似于电磁波,也是横波,并以光速传播,且具偏振性质.引力波产生的潮汐力能使两分离粒子间的距离产生变化,检测这些变化可以了解波源物质运动的信息. 理论计算表明,物质运动辐射引力波以及物质对引力波的吸收,其效率都十分低.这是因为引力相互作用十分微弱,而动量守恒定律又决定了不可能有偶极引力辐射,井且辐射和吸收都与体系的四极矩相关联.低的辐射效率促使人们首先着眼于天体引力波源,因为宇宙深处巨大质量的猛烈运动会辐射出…     

1987年CUSPEA试题选解

C1 (a)试说明地球上涨潮的起因.海岸边为何每天看到两次涨潮? (b)太阳质量比月球质量大很多,但太阳所引起的潮高仅约月球的一半,这是为什么? (c)大气里也可观察到潮汐现象.气压计指示出气潮有一规则的小振幅(～10-3)周期性变化.由月球引起的大气潮汐周期为12.7小时,且气潮位相延迟约18°.试说明位相延迟意味着什么?它和月球方位有什么关系? (d)若将大气看作线性阻尼振子,由不同的大气疾风冲击所得出的自由振子周期约为10.5小时.假如地球自转周期连续可变,试画出所预期的气潮振幅和位相对于自转频率的分布曲线. (e)月球现今表现出同一个侧面…     

嫦娥四号月球背面探秘之旅

<正>在地-月系统长期的演化过程中,地球和月球之间的潮汐力使月球的自转逐渐减缓,最终导致月球被地球潮汐锁定,使得月球总是同一面朝向地球,所以从地球上始终不能完全看见月球的另一面(仅有18%因天平动效应和视差而被观测),因此被称为月球背面。月球背面的第一张影像由前苏联的"月球3号"环月探测器在1959年10月拍摄,揭开了月球背面的神秘面纱,直到1968年12月的阿波罗8号任务环绕月球时,才直接用眼睛看见月球背面。2007年中国发射了嫦娥一号,获取了分辨率为120     

嫦娥四号月球背面探秘之旅

 在地-月系统长期的演化过程中，地球和月球之间的潮汐力使月球的自转逐渐减缓，最终导致月球被地球潮汐锁定，使得月球总是同一面朝向地球，所以从地球上始终不能完全看见月球的另一面（仅有18%因天平动效应和视差而被观测），因此被称为月球背面。月球背面的第一张影像由前苏联的“月球3号”环月探测器在1959年10月拍摄，揭开了月球背面的神秘面纱，直到1968年12月的阿波罗8号任务环绕月球时，才直接用眼睛看见月球背面。2007年中国发射了嫦娥一号，获取了分辨率为120米的全月图，2010年发射的嫦娥二号，进一步获取了分辨率为7米的全月图。2010年12月，美国的“月球勘测轨道号”探测器拍摄了更多高分辨率的月球背面图像，让人们对月球背面有了进一步地了解。     

纳米沟槽表面黏着接触过程的分子动力学模拟研究

采用大规模分子动力学方法研究了刚性球型探头与具有不同纳米沟槽基体表面的黏着接触过程,探讨了表面沟槽结构对载荷-位移曲线、接触引力和拉离力以及材料转移的影响规律.研究结果表明:在相同的压入深度下,与原子级光滑表面的黏着接触过程相比,刚性探头与具有纳米沟槽结构基体表面的接触压力较小,接触加载过程中的引力作用范围较大,并伴随载荷的多次跳跃,且接触引力和拉离力均有减小;当沟槽深度相同时,随着沟槽宽度的增大,接触引力和拉离力逐渐减小,当沟槽宽度逐渐接近探头与光滑表面的接触直径时,接触引力和拉离力又逐渐增大,趋于接近探头与光滑表面的接触过程;当沟槽宽度相同时,随着沟槽深度的增大,接触引力相对减小,拉离力变化不大.     

也谈万有引力定律

万有引力定律是体现物理定律普适性的经典楷模,也为后来的库仑定律制定了模板.当然,中学教材在推导该定律时都是从匀速圆周运动入手的.笔者对其过程略有思考,故而也来谈谈. 先说一下笔者讲述万有引力定律的大致过程:首先是由苹果砸醒牛顿的故事引入,之后引导学生猜测苹果所受重力与月球所受向心力是同一性质的力.即是说,若是在太空中给苹果一个适当的初速度,它可以像月球一样旋转而不掉下来;反过来,若是一个巨人伸出手来将旋转的月球拦住,然后再松开手,那么月球也会像苹果一样掉下来.接着就跳转到太阳系,猜测太阳与行星之间也存在同样性质的引力.本节内容正是要寻找能够将这三种力统一的普适表达式.     

月球是怎样倾斜的

正月球的起源一直争论不断,比较流行的观点是,一个火星大小的天体撞击地球后,喷射出的一部分物质形成了月球。问题是这一模型如果成立,那么月球与地球绕日运转轨道平面的夹角应该不会超过1°,然而事实上却是大约5°,是450万年前的两倍。现在,法国尼斯科学家帕赫莱文(K.Pahlevan)和莫尔比代利(A.Morbidelli)指出如果确如描述中那样直接撞击,那么巨大的引力作用很可能会造成近距离脱靶。从很多0.1~1个月球质量的小行星构成的太阳系开始,10°甚至更大角度的倾斜是相当可能的。这一理论同     

"引力"七问

1 引力是什么 牛顿在17世纪就认识到宇宙中任何地方的一切物体的引力作用方式是相同的,且两物体间的吸引力与它们的质量的乘积成比例,与它们距离的平方成反比,即著名的"引力的平方反比律."爱因斯坦在20世纪初发表的广义相对论是研究物质在空间和时间中如何进行引力相互作用的理论,它将平方反比律解释成时空因物质和能量的存在而发生畸变的结果,并把牛顿理论包含在内.     

捕捉引力波

 一、足够精确的牛顿引力理论在宏观物理世界中,引力是一种主要的作用。太阳东升西坠,地球四季交替,海水潮涨潮落,众多自然现象都受到引力的支配。1687年,牛顿在前人的研究基础上,导出了万有引力定律。利用万有引力定律可以圆满地解释哥白尼的学说和开普勒的行星运动三定律。牛顿引力理论的精彩之处还有准确地预言了海王星和冥王星的存在,指导天文学家成功地发现了这两颗太阳行星。按牛顿的引力理论,两物体间的引力作用是瞬间完成的。但爱因斯坦认为,光速是任何作用的极限速度,因此引力作用不可能在瞬间实现。1905年,爱因斯坦发表著名的历史文献《论动体的电动力学》,建立了狭义相对论。在以后     

称量地球质量的人:卡文迪什及万有引力常量的测定——"最美丽"的十大物理实验之二

在牛顿于1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中,第一次提出了万有引力定律.牛顿用这个定律成功地解释了月球的运动,说明了木星的卫星和太阳系行星的运动与月球绕地球的运动都是同一类型的运动,并且他对行星运动的解释与大量天文学观测的数据相符;他用太阳和月球对海洋的万有引力解释了海洋的潮汐;他证明了彗星的轨道是扁长椭圆或抛物线.     

问答

正Q:太空中不存在物质,就没有热传导,为什么宇航服还要保温?A:宇航员目前到过的有月球表面和飞船出仓。这两个地方其实不完全是真空。月球表面有极其稀薄的气体,而载人飞船所在的轨道是近地轨道,属于高层大气。即使宇宙中也不是一无所有,其中充满了星际气体和尘埃。当然这些稀薄的物质我们完全可以当作真     

“炸毁月球改造地球”的设想

《科技日报》1994年11月15日报道,美国特拉华大学数学教授亚历山大·亚伯,与一些科学家经过多年研究和模拟试验,共同提出一个“炸毁月球改造地球”的大胆设想。 据亚伯设想,若将月球炸毁,地球的引力就会把一部分月球土壤和碎块吸入广阔的太平洋海域内,这样,地球的地形、地貌、气候、生态环境等都会向好的方向改变,如太阳光在地面的分布将会较为均匀。届时,地球上将不会再有冰冷的冬天和炎热的夏天,那些贫瘠的沙漠和荒漠也将消失,气候将趋向长期稳定,整个地球四季如春,风调雨顺。 为什么炸毁月球后地球环境会好转呢?     

有关潮汐摩擦的探索性研究

本文对天体系统的潮汐锁定问题的一种简化模型进行了研究.本文将中心天体设为由固体球状内核以及外层均匀液体组成,将在引力作用下液体产生的形变近似成椭球形,并说明了该近似的合理性.最后,论文参考“常数几何滞后模型”,在近似条件下计算了当中心天体相对平衡位置具有θ的偏角时所受引力相对其中心的力矩,得出了两天体间潮汐摩擦力矩与绕转天体质量的平方以及中心天体平均半径的5次方成正比,与天体间距离的6次方成反比的结论.