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磁力是如何产生漩涡的

时间: 2023-01-20 12:04:01 | 来源: 幻象文章网 | 编辑: admin | 阅读: 2次

漩涡是怎样形成的_漩涡的形成原因

  漩涡是一种自然现象,指水流遇低洼处所激成的螺旋形水涡。不过很多人都不太了解漩涡的是怎么样形成的。接下来就和我一起去看看漩涡的形成原因吧。

  漩涡的形成

  由于地转偏向力,物体在地球表面垂直于地球纬线运动时,由于地球自转线速度随 纬度变化而变化,由于惯性,物体会相对地面有保持原来速度的运动方向的趋势,这就叫地转偏向力。在北半球,物体从南向北运动,地球自转线速度变小( 赤道处线速度最大),物体由于惯性保持线速度不变,于是就向东偏向,相对运动方向来说就是向右。从北向南运动时,地球自转线速度变大,于是就向西偏向,相对运动方向也是向右。所以在北半球物体运动时统一受到向右的地转偏向力。同理,物体在南半球运动时统一受到向左的地转偏向力。 现在再来看这个水流产生的漩涡,假如没有地转偏向力的话,那么水流将会沿着从中心出发的放射状线条流入,流入速度方向指向中心。例如在著名的赤道之国 厄瓜多尔的赤道线上,用漏斗注水实验时,水流呈垂直下降而不形成漩涡。在北半球,流入速度方向偏右,所以流入的水流速度方向指向中心偏右位置,这就形成了逆时针的漩涡。同理在南半球形成顺时针漩涡。

  漩涡无处不在,可以说有差异的地方就有形成漩涡的可能。漩涡是两股或两股以上方向、流速、温度等存在差异的能量(如气流、水流、电流、磁流、泥石流等)相互接触时互相吸引而缠绕在一起形成的螺旋状合流。合流在漩涡平面轴线方向形成一进一出的出入口。在入口处,合流被吸入;在出口处,合流被喷出。入口处相当于所谓的黑洞;出口处相当于所谓的“宇宙大爆炸”。

  在形成漩涡的两股或两股以上能量中,速度快、温度高的一支能量为正,反之,流速慢、温度低的一支能量为负;这其实就是所谓的阴阳鱼。

  在漩涡中,从漩涡外部看,入口为负,出口为正;从漩涡内部看,入口为正,出口为负。这就是为什么 阴阳鱼还有一对阴阳眼的原因。这就好比磁铁(电池)的内外磁路(电路)的磁极(电极)一样,在外磁路(电路),磁感线(电流)由北极(正极)流向南极(负极);而在内磁路(电路),磁感线(电流)由南极(负极)流向北极(正极)。

  漩涡的介绍

  (1)水流遇低洼处所激成的螺旋形 水涡。 明 孙蕡《次归舟》诗:“柁工鸣板避漩涡,橹声摇上 黄牛峡。” 峻青《海啸》第二章:“那急剧旋转着的漩涡,一个追赶着一个,疯狂地向着前面涌去。” 刘白羽《长江三日》:“峡窄 江 陡, 江 面布满大大小小漩涡。”

  (2).比喻气体、烟雾等旋转时形成的螺旋形流向。 高云览《小城春秋》第三九章:“在充满劣等烟草味的小牢房里,烟雾继续从他嘴里一口一口的吐出,周围弥漫着青烟的漩涡。”

  (3).比喻某种使人不能自脱的境地。 宋 朱熹《答吕子约书》:“ 苏黄门 初不学佛,只因在 筠州 ,陷入此漩涡中。” 郭沫若《洪波曲》第十一章二:“你不要和他们混在一道噢,旋进了漩涡是很危险的噢!” 冰心 《 寄小读者》十九:“我不幸也曾陷入这种漩涡!”

  (4).指酒窝。 骆宾基《一个唯美派画家的 日记 》:“她那嘴角有一个笑的漩涡出现了,其他部份的肌肉全是静止的。”

  漩涡的景象

  云南梯田

  神秘漩涡

  位于云南省元阳县哀牢山南部的元阳梯田,是哈尼族人留下的杰作。梯田充分利用水资源环境,形成了独特的灌溉系统。

  不过,1989年的一个清晨,一个巨大的神秘漩涡突然出现在元阳梯田群中,短短几分钟,就把其中一块田中的水一卷而空,与它仅有一埂之隔的 其它 梯田却毫发无损。据说当时看到漩涡的人纷纷病倒、昏迷不醒。当地人认为漩涡的出现是水鬼作怪。

  18年后,漩涡之谜才被揭开:这片梯田下很深处是 喀斯特地貌,有一条裂缝在多年侵蚀中接近了这块梯田,最终在1989年那个清晨,延伸至地表,并形成巨大的漩涡,吸走了梯田里的水。淤泥马上掩盖了裂缝,因此没有在地面留下任何痕迹。

  俄勒冈

  魔力漩涡

   如果你以为漩涡只存在于水中,那你就错了,陆地上不仅有旋涡,且更加神秘异常,“俄勒冈漩涡”就是最好的例证。

  “ 俄勒冈漩涡”位于美国俄勒冈州格兰特山岭和沙甸之间,这里有一座歪斜程度可与比萨斜塔媲美的古旧木屋,走进去就会感到一股巨大的拉力把你拉向木屋中心,动物到了这里也会本能地回避。

  在木屋里,任何成群飘浮的物体,如在小屋吸烟后上升的烟气、撒出的碎纸片……都会聚成漩涡状,就像有人在空中搅拌它们似的。

  有科学家用铁链拴住一个13公斤的钢球,吊在木屋的横梁上,钢球立刻倾斜成某个角度,指向“漩涡”中心。不可思议的景象让任何人看了都忍不住怀疑自己是否到了外星球。

  后来,科学家用仪器测定,发现这里有个直径约50米的磁力圈。而且磁力圈并非固定的,而是每9天沿圆形轨道移动一次。至于当地为什么会出现这种奇怪的磁力圈,科学家就无法解释了。

  >>>下一页更多精彩“身陷漩涡自救法”

漩涡是怎样形成的?

漩涡不考虑其他因素,在北半球是右漩的,在南半球则是左漩.原因是地球在自转,导致北半球运动物体都有向右偏的倾向.你可以想象一个物体向北走,因为纬度高了,饶地轴转动的线速度必须减小才能恰好走在南北走向上,可因为惯性,物体饶地轴转动的线速度并不想减小,就有偏向右运动的趋势,如果没有阻隔,就偏右了.但实际上,这个影响因素并不十分强,漩涡的方向与形成漩涡的容器形状,水流初始状态等不少因素都有关系,做实验的话,北半球左漩的情况也很多的,并不奇怪.

地球表面上看似静止的物体,其实随着地球自转做着围绕地心轴的匀速旋转运动(忽略地球公转的影响),静止的水(或其它流体)严格点儿说,本身就有加速度(这种加速度称为科氏加速度),当旋涡产生时,水失重下降,本身的自重使它产生了一定的重力加速度,这个加速度与它随地球自转时存在的加速度叠加,合成了一个新的加速度方向,并且在较小的半径上产生了较快的运动速度,看上去就是比较快的向下的螺旋运动,这就是我们看到的旋涡现象。因为这个原因,在地球上任何同一个地方看,旋涡总是按照同样的旋向产生,这就是一个符合物理规律的自然现象,不必觉得奇怪。
而为什么漩涡消失,因为污水进来后打破了漩涡加速度的方向,使其紊乱,自然不规律,使漩涡消失。
忘了说一点,从正上方观察,水向右偏转形成的旋涡是逆时针的.比较容易想,水一边向下流,一边往右偏,形成的是逆时针旋涡(当然是指北半球).说左漩右漩不够明显,容易误解,转着圈呢,哪是左哪是右呢.

美国麻省理工学院机械工程系的系主任谢皮罗教授,却敏锐地注意到:每次放掉洗澡水时,水的漩涡总是朝逆时针方向旋转的。这是为什么呢?谢皮罗紧紧抓住这个问号不放,进行了反复的实验和研究。1962年他发表了论文,认为这种漩涡与地球的自转有关,如果地球停止旋转就不会产生这种漩涡,由于地球不停地自西向东旋转,而美国处于北半球,便使洗澡水朝逆时针方向旋转,北半路的台风也是朝逆时针方向旋转,其道理与洗澡水的漩涡是一样的。他还断言,如果在南半球,洗澡水的漩涡将向顺时针方向旋转,在赤道,则不会形成漩涡。他的这种见解,引起各国科学家的极大兴趣,他们纷纷在各地进行实验,结果证明谢皮罗的结论完全正确。

最简单的漩涡模型,一个圆筒形容器,装有一定量的水,圆筒旋转的话就会带着水一起旋转,形成一个凹面(中间低,两边高),就是漩涡。
这个凹面的形状是由水的旋转速度和地球重力决定的在这个凹面上的每一个点,要满足重力与离心力的合力刚好与该点的切线垂直,就好像没有旋转时水面保持水平,就是重力与水平面垂直。
就是距离旋转轴距离为x处离心加速度为ω^2*x,与重力加速度的合加速度要与水平面垂直的话就是tanθ=(ω^2*x)/g
=
f
'(x)(导数)。
令x=0时f(x)=0,解这个方程得出f(x)=(ω^2/g)*(1/2)*(x^2)。
由此可见漩涡的形状是由重力和旋转速度决定的,是一个抛物面。

提起漩涡,我们都会想到那旋转的水,有时我们如果朝那个地方扔点东西,立刻会被搅到里面。所谓的俄勒冈漩涡,就是在陆地上形成“漩涡”。它的力量也是神奇的。

在美国俄勒冈州格兰特狭口外、沙甸河一带,有一个方圆仅50平方米的奇怪地方,被称为“俄勒冈漩涡”。这里有一座古旧的木屋,其歪斜程度犹如比萨斜塔一样。走进木屋,会感到有一种巨大的拉力把你往下拉,就像是地心引力突然加强了。如果往后退,还会感到一只无形的手将你拉向木屋中心。

一到“俄勒冈漩涡”,走兽就会本能地回避,飞禽也会突然坠地,这儿的树全都倾向北极。

许多科学家对“俄勒冈漩涡”进行过长时间考察,试图解开这个谜。他们用铁链连着一个13公斤的钢球,把它吊在木屋的横梁上,这个钢球明显地违背了重力定律,倾斜成某个角度,晃向“漩涡”中心。你可以轻易地把钢球推向“漩涡”中心,但要把它推向外去很难。

“俄勒冈漩涡”存在的这种力量究竟是什么力量?它又是如何产生的呢?人们不得而知。

这种类似的现象,在美国加利福尼亚州蒙特雷湾北岸圣克鲁斯市附近也有,飞机从这块异常地带上空飞过时,所有表盘的指示器都瞬间失灵。这里生长的树木都朝同一方向倾斜。自从它在1940年被发现之后,这里成了科学家和游人研究和参观的地方。

这里也有一个倾斜欲倒的小屋,进屋的人都打破了地心引力定律而倾斜站立,有人竟倾斜45°站立而不会倒下。屋的一角斜放着一块板,形成一个斜坡道,将一只球放在坡道的高端,那球却并不向低端滚落,而保持静止,若将球推下去,它顺坡滚动,还未滚到最低端就回头往上“爬”直到顶端又停止不动。在这里,正常的人会感到头晕而难以适应。

至于为什么会出现这些怪异现象,科学家们各有各的见解,有人认为是强大的磁场在作怪,强大的重力转变为磁力,而强大的磁力又导致重力异常。但为什么会产生如此强大的重力呢?人们还不清楚。

在世界各地还有一些地方有类似“俄勒冈漩涡”的现象。在乌拉圭的温泉疗养区巴列纳角内有一块异常区,汽车开到这里停住,有一种奇特的力量推动车辆继续前进,上坡爬行几米才刹住,平坦路段则自动滑行几十米。

美国犹他州有一条“重力之山”的斜坡道。通过这段斜坡的公路长约500米,若驱车而下,在半途刹住车,车子竟然会慢慢后退,像被一股无形的力量拽着,硬是往坡顶爬去。而且重量越大的物体越容易往坡上爬。

人们用“地心引力”并不能解释这种现象,但这种反常的“引力”到底是怎样形成的,还得从“地心引力”这个根源去研究。希望人类能早日发现它的秘密。

1. 迷人的旋涡

静静凝视河面的人,常常会为一个突然出现的旋涡而兴奋不已。即使是在复杂的河道中,水面的旋涡也能持续相当长的时间。如果你再仔细观察这些旋涡的形状,你一定会被它和飓风、气旋、星系,以及水池中肥皂泡沫,这些自生的图像之间的相似性所吸引。然而,你也许会不经意地好奇并疑惑,它们真的相似吗?难道自然真的在跨度如此巨大的尺度上,无声地呐喊着它的相似性吗?这个旋涡结构是什么?它是因为什么原因而生成的?人们何以还没有理解它?

  回答这一连串的惊问,当然面对着巨大的困难。要不然,如此明显的直观相似性背后的原因,也不会到现在还没有被清晰的揭示过。然而回答这些问题,当然也面向着巨大的学术进步,它将把我们目力所及的自然世界的构造过程,展示得一览无余。至少,回答它们,将让我们理解这个自然世界中最为普遍的运动,以及它那大善大美的结构——旋涡。

    学术以实践为归宿,实践以实证为开端。那么首先就让我们来展示实证,然后再将这些实证背后的原因一一探求。我们发现,这些旋涡的几何结构,可以用大简大易的旋涡螺线rφ=1来表示。其中r和φ分别是极坐标中的极径和极角。

专著封面

2. 旋涡星系是旋涡螺线rφ=1

我们就从目力所及最远处的旋涡星系开始,梳理我们的实证。在宇宙中,旋涡星系被认为多得像海边沙滩上的沙子,整个宇宙就是以它们为基本单位构成的。因此,在它们的结构中验证这条旋涡螺线,就是在宇宙的最基本单元上验证它。

如果从天文学家哈勃(1889—1953),在星系天文学方面的开创性工作算起,人们对银河系以外星系的研究,仅有差不多100年的历史。在古老的天文学面前,这是一门处于发展初期的学问。然而,这门细致地研究星系结构的天文学新专业,刚一诞生,它就要颠覆西方自古希腊传下来的延续了数千年的天文和物理知识。据这门新专业的报告,我们应该在旋涡星系的旋臂中发现暗物质,在旋涡中心发现黑洞,在星系之间发现暗能量,还有引力波,虫洞,以及宇宙以超过光速膨胀等等,几乎所有匪夷所思的东西,都能从旋涡星系中涌出来。但如果有人轻轻地问一句,旋涡星系的几何结构是什么?它们是不是都一样?是不是都具有可比性?世界起初一下子安静了,因为没有人知道答案,然后又突然人声鼎沸,因为每个人都大声喊出自己的看法。你看,除了不知道这个东西是什么以外,星系天文学家已经知道了这个东西的其他几乎一切,多么了不起的成就。

将旋涡螺线rφ=1叠加在图1所示的多个旋涡星系的图像上,高度的重合明确地支持旋涡星系的结构应该就是这条旋涡螺线。图1a所示是壮观的天线星系,它于1785年被威廉∙赫歇尔(William Herschel)发现。不过那时只能说发现了天空中一个星表上从未记录过的亮点。它的图像照片,其实所有的星系的高分辨率照片,都是1990年4月的哈勃太空望远镜,及其此后其他太空望远镜发射以后才得到的。天线星系位于乌鸦星座,与地球间的距离是0.62亿光年。这张图像是由钱德拉X射线天文望远镜(The Chandra X-ray telescope)、哈勃望远镜( Hubble Telescope)和斯皮策望远镜(Spitzer Space Telescope)拍摄的图像合成的。天线星系之所以得到这个名称,因为它长长的旋臂结构看起来像天线。它的学名叫NGC 4038/NGC 4039,人们认为它具有两颗星系之间碰撞的特征。但是,从图中和照片重合的旋涡螺线rφ=1来看,它的结构无疑是整齐的和有规矩的。

以上摘自《旋涡论》,北京工业大学出版社, ISBN 978-7-5639-7736-9,2021年3月第一版。


星系旋涡

星系、飓风、气旋、蜗牛

实验室制造的旋涡

目录

目录

目录

目录

前言

大气漩涡的原因:低压热空气上升,上升气流中的分子自旋导致上升气流旋转。大气漩涡在北半球逆时针旋转,在南半球顺时针旋转。

磁场漩涡效应是什么?

磁场漩涡效应又叫涡流现象
在一根导体外面绕上线圈,并让线圈通入交变电流,那么线圈就产生交变磁场。由于线圈中间的导体在圆周方向是可以等效成一圈圈的闭合电路,闭合电路中的磁通量在不断发生改变,所以在导体的圆周方向会产生感应电动势和感应电流,电流的方向沿导体的圆周方向转圈,就像一圈圈的漩涡,所以这种在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象。
  导体的外周长越长,交变磁场的频率越高,涡流就越大。
  导体内部的涡流也会产生热量,如果导体的电阻率小,则涡流很强,产生的热量就很大。

两个磁铁引起漩涡是真的吗

是真的,如果两块磁铁进行相对的运动,这样就会产生适当的电流,水作为一种导体,在他们中间就会旋转起来,这是磁铁的电磁效应产生的。在两块磁铁之间的经过相对运动以后,他们的磁力线就会在他们的区域内,产生电流,水是一种导体,电流就会推动区间内的水进行运动,人就看到水在进行转圈。
文章标题: 磁力是如何产生漩涡的
文章地址: http://sxcgl.com/article-142-344248-0.html
文章标签:磁力 漩涡

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