事实上水波是一种复杂的波。当波通过液体表面时,该处液体质点的运动是非常复杂的。因为水的不可收缩性很大,出现于波峰中的过量水必须是从邻近波谷区域流过来的[12]。因此,水波中的每个水滴的运动都处于纵向运动(沿波传播的方向)和横向运动(上下)运动的某种结合之中。既有与波传播方向相垂直的运动,也有与波的传播方向相平行的运动。具体的说,这种运动的复杂性是由于液面上液体质点受到重力和表面张力共同作用的结果[8]。水波传播时,水面的微团沿椭圆轨道运动,长轴沿水平方向,短轴沿竖直方向。如图4所示,图中 http://www.paper51.com 图4 http://www.paper51.com 箭头表示某一时刻各个水微团相对其自身平衡位置的位置矢量,将各矢量连起来即显示出波形,随着每个水微团的运动,位置矢量绕平衡位置旋转,即显示了它既有横向运动又有纵向运动。 paper51.com
随着深度的增加,水微团的椭圆形轨道逐渐变扁,且随深度的递增而加剧。最后达到一定的深度时,其椭圆轨道变成了只有水平方式上的运动,即水的微团只在水平方向上往返运动,如图5所示。所以认为水波是纯粹的横波或纯粹的纵波都是不全面的。水波是横波与纵波的迭加[13]。 paper51.com 图5 copyright paper51.com
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