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4.3 墨水旋涡与大气旋流

怎么得到一个墨水旋涡呢?让我们先来制作一个陀螺吧!拿一张光滑的白色硬纸板,把它剪成圆形,将一根削尖的火柴棍儿穿过去,陀螺就做好了(图4-4)。想必大家都知道怎样让它旋转——没有什么技术性的要求,只要用两个手指捻一下火柴棍儿,然后把陀螺迅速用力地丢在平滑的平面上即可。

利用陀螺,我们就可以很容易地看到墨水旋涡的现象了。首先在我们做好的陀螺上的不同地方滴几滴墨水,在它晾干之前开始旋转陀螺。陀螺停下来后,观察一下纸片上墨水的状态和变化,每一滴墨水都会画出一条螺旋状的曲线。这些曲线合在一起的形状,就像一个旋涡一样。

为什么曲线会呈现旋涡状呢?这种现象说明了什么?

曲线其实就是墨水流动的轨迹,“开心转盘”上的人们就像每滴墨水一样,被惯性作用抛到了圆盘的边缘。在墨水滴被“抛”的时候,它会自然流向纸片上圆周速率比它自身速率大的地方。此时圆纸片在墨水滴的下方,随着相对运动的进行,纸片走在墨水滴的前面,便会出现以下现象:

图4-4 墨水滴在圆纸片旋转时流散的图形

看上去似乎是墨水滴落后于圆纸片运动,因而沿着所在的径线滞后了。同时纸片在做圆周运动,墨迹就会弯曲,也就形成了我们所看到的曲线运动的轨迹。从地球大气运动的角度来看,也会有同样的现象。在大气的高气压区是会有气流流出的,而低气压区会有气流流入,习惯上前者被称为“反气旋”,后者则被称为“气旋”。事实上墨水旋涡的形成,便是解释巨大空气旋流的现实模型。 1xxfuAisvof6NQOMgk/vAhF3w6s4cCQf2MWpc5aiNUN3lvrifaRu2d0BjBM1HI5Z

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