饮湖上初晴后雨二首·其二

〔宋〕苏轼

水光潋滟晴方好，山色空蒙雨亦奇。

欲把西湖比西子，淡妆浓抹总相宜。

雨过天晴，被雨水冲刷过的空气格外洁净、清新。就像把镜子擦干净，能更清楚地看清镜子里的像一样，透过这被雨水荡涤过的空气，目力所及的景物都宛若焕然一新。

雨后的阳光似乎格外灿烂，映照在水波荡漾的湖面上，熠熠生辉。远处的山峦，云遮雾罩，缥缈朦胧，恰似人间仙境。西湖晴天也美，雨天也美，就像传说中归隐后曾经在西湖上泛舟的美人西施一样，无论是素雅的淡妆，还是艳丽的浓妆，总是美丽怡人。

不知同学们有没有思考过这些问题：野外的水面，为什么不能水平如镜，总是微波荡漾或者波涛汹涌？水波是如何产生的，又是如何荡漾的呢？

水的重力和表面张力共同作用

水波是一种机械波。机械波由物体的机械振动所产生，振动的主体是相对宏观的物体，比较容易被我们身体感知。比如，你用手指弹一个薄薄的铁片，铁片颤动起来，就产生了一系列机械波。弹簧的振动，是机械波。搅动水面，水的涟漪也是机械波。声音同样是一种机械波，其振动频率能被我们的耳朵捕捉到。

杯子里的水，在没有外界干扰的情况下，水平如镜，不会产生水波和涟漪。而在自然界中，吹过水面的风、投入水中的物体、对水的机械搅动，都会引起水自身的重力场和水分子的表面张力之间的博弈，从而导致水波的产生。

在水面平静时，水面各处的高度一致，可以认为各处水面的重力处于垂直向下的平衡状态。这时，水的表面张力处于最小状态，水的表面是水平的。

而当水面发生扰动时，水面会发生高低变化，水面各处的重力不再均等，表面张力会变大。之后，高处的水面会在重力作用下回落，水面恢复到表面张力最小的状态。这个过程中，在水面上的某一点，一些水分子会由于外界的扰动向下沉降，形成水窝。这些水分子下面的水就会向旁边挤压，随后周围的水分子在重力的作用下填补水窝的凹部，形成新的凸起。而新的凸起又会再次搅动周围的水面，形成凹地。这样循环往复，就形成了水波。

水波为什么是圆形的

其实，在水波的形成过程中，水分子除了上下、左右填充，还要向扰动源头（波源）方向运动：上升时，向远离波源的方向运动；下降时，趋近波源运动。因此，水面上的各个水分子沿着近似圆的轨道，上下、前后地做周期性运动，形成了一圈圈涟漪。

在这一圈圈涟漪中，水分子只是在一个相对固定的平衡位置附近进行周期性的反复振动，并没有随着一圈圈涟漪漂向远处。如果我们在涟漪上撒一些碎纸屑，就可以清楚地验证这一点。

所以，水波传播的是能量和振动形态，并不是使水分子大规模迁移。

文章来源：《科学大众》杂志   责任编辑：陆艳

来源: 科普江苏

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