水波属于什么波?

水波属于什么波?
水波属于什么波?

水波属于什么波?
高忠明（06级博士生）：“横波一般只能在固体中传播,不能在液体和气体中传播；而纵波既可以在固体中传播也可在液体和气体中传播.水是液体,由于表面张力,故也可以传播横波.水波（表面波）是比较复杂的机械波,其中既有横波,又有纵波,在中学物理中通常把水波视为横波,这是将水波简化了的缘故.横波是由于拉伸而产生的,而纵波是由于挤压而产生的.那么水面上为什么可以传播横波呢?这就是由于水表面张力的缘故,由于有表面张力,因此在振动幅度不太大的情况下,水面也可承受微小拉伸,从而会产生横波；同时振动在水面传播的过程中也会有挤压,于是也就能形成纵波.由此可见,严格地说水波应该是横波和纵波的复合波.
余丽君（04级硕士生）：书上的答案是：纵向横向振动混合而成的混合波.
高忠明（06级博士生）：可以合成,这里指的是水面上的波,不涉及水面下的波,相当于互相垂直方向上的两个波的合成.
杜明荣（05级博士生）：水面波和深水波是由于圆、椭圆形态的不同而形成的,多数情况下是混合而成的.潜水为横波,深水为纵波.但是在中学教学中不要搞得太复杂,这些问题提出来学生很容易混淆,不提为好.
又查了一遍书,觉得表面波既不能说成是横波,也不能说成是纵波.
水面波传播时,水的微团沿圆或椭圆轨道运动,随着每个水微团的运动,位置矢量绕平衡位置旋转,但沿波传播方向相继落后一定角度.水面波是由于水面表面张力和重力作用的结果,并非弹性波.
我们都从它的机制中说明水波不是横波,但不是横波的波就一定是纵波么?我想横波和纵波的分类本身就有局限性.并不是所有的波都在这个分类范围内.
上面提到,水的微团是做圆或椭圆运动,那么这个运动可以分解为两个简谐运动,一个垂直波的传播方向,一个沿波的传播方向.因而,更确切的说,水波既含有横波的成分,也含有纵波的成分.如果非要给它分个类,那只能是既不是横波,也不是纵波,或者二者的混和波.
说“液体或气体内不可能发生剪切运动”也是不对的.
液体或气体中完全可以发生剪切运动,而且这个剪切运动可以一直持续下去——这就是流动.
横波不能在液体和气体中传播的真实原因是：液体和气体中的剪切运动不具有弹性性质——也就是说液体和气体的剪切变形的大小与剪切力的大小无关,而且当剪切力撤除后不能恢复到原来的形状、位置.弹性岩石与空气有所不同,空气可受压缩但不能剪切,而弹性物质通过使物体剪切和扭动,可以允许第二类波传播.地震产生这种第二个到达的波叫S波,即横波.因为液体或气体内不可能发生剪切运动,S波不能在它们中传播.
又一说法是：
水波可分为深水波和浅水波,波长少於水深十倍的称为深水波.日常所见的大部分都是深水波.波长较长的水波运行比较快,深水波这种奇怪的行径正是解释为何艇或船的尾流的.
若水波的波长比水深大十倍,它们便称为浅水波.在同一水深下,全部浅水波都是以一个不受波长影响而又相同的波速运行.当水深改变时,浅水波於深水运行得比较快,这正是解释为何当水波靠岸时出现破浪.
海啸大自然中最使人恐惧的水波是震波 (或称海啸),它们是由地震或火山活动所形成的巨形水波,其波长非常长.一九九四年十一月十五日民多罗的地震波便被网站列为三级,这水波至少有六米高.在此事件中,至少有四十一人被溺死,一千五百三十所房屋遭损毁.这水波的周期能被准确地量度 (约二十分钟),由此,我们便可估计它在太平洋中的波长.太平洋的平均水深约四公里,那麼这地震波的波速便高达每小时七百一十公里,而它的波长则约二百四十公里了.虽然它们在浅水的地方运行得比较慢,但沿岸的城市仍难以逃离它们的威胁.
太空中的水波
如在前文中所提及,水波是由重力所驱动的,因此你可能会猜度出在月球上产生的水波运行比较慢,你甚至能明白到因为在太空船上没有重力,所以在太空船上产生的水波会有奇怪的表现.其实在太空船上,我们会发现许多意想不到的现象.
(1) 在围绕地球运行的太空站裏,重力完全地被抵消了,因此表面张力对於水在太空站裏的形状有著决定性的影响.例如水在太空裏会形成不同体积的圆球体,而容器裏的水会有一个向内或向外的弯面,弯面向内或向外则视乎容器的表面张力而定.(2) 在这些水面上可形成由表面张力驱使的表面水波.虽然你可能对表面张力没有认识,但你应可想像出这些水波有著跟普通水波不同的波速.