光压--产生潮汐现象的主要动力.docVIP

光压-产生潮汐现象的主要动力袁新友 高级会计师 江西财经大学会计学院地址：南昌市双港东路 邮编：330013摘要：现在一般认为海洋的潮汐现象是太阳、月亮的万有引力作用于海洋的水体的表现，但潮汐现象的实际表现，却和理论的表现大相庭径，说明引力说是不够正确的。地球海洋的水体每天都被阳光、月光照射着，光照是有压力的，海洋的水体受到压力，相应的会产生运动，运动的结果，就是潮汐现象，这一理论的结果，和潮汐现象的实际表现是完全一致的，说明光压说是完全正确的。关键词：潮汐、万有引力、光压、切点、高潮圈分类号：P341文献标识码：A一、海洋的潮汐现象与引力说海洋的潮汐现象是指海水在天体（主要是月球）引潮力作用下所产生的周期性运动，习惯上把海面垂直方向涨落称为潮汐，而海水在水平方向的流动称为潮流。凡是到过海边的人们，都会看到海水有一种周期性的涨落现象：到了一定时间，海水推波逐澜，迅猛上涨，达到高潮；过后一些时间，上涨的海水又自行退去，留下一片沙滩，出现低潮。如此循环重复，永不停息。海水的这种运动现象就是潮汐。法国文学称之为“大海的呼吸”。随着人们对潮汐现象的不断观察，对海洋的潮汐现象的真正原因逐渐有了认识。我国古代余道安在他著的海潮图序一书中说：“潮之涨落，海非增减，盖月之所临，则之往从之”。哲学家王充在论衡中写道：“涛之起也，随月盛衰。”指出了潮汐跟月亮有关系。到了17世纪80年代，英国科学家牛顿发现了万有引力定律之后，提出了潮汐是由于月亮和太阳对海水的吸引力引起的假设，科学地解释了产生潮汐的原因。潮汐 因受地球表面纬度不同和海区地形，深度等因素的影响，所以，各处海水所受的引潮力也出现差异，一般正对着月亮的地方引潮力就大，而背对着的月亮的海水所受引潮力变小，潮汐的大小和涨落时刻逐日不同，因月球的引潮力约为太阳的2.17倍，故潮汐现象主要随月球的变化而变化，这使地球上的海水发生了时涨时退的运动，从而形成了海洋的潮汐现象。潮汐的涨潮和退潮所历的时间大致相等，半日潮各为6时12分，全日潮各为12时24分。月亮绕地球一周是24小时50分钟，潮汐的周期也是24小时50分钟，一昼夜之间自然有两次涨落。潮汐一般很守时。但潮汐受当地气候、气压、风力等因素的影响很大，所以潮汐在时间变化上也只能是相对稳定，不是绝对的。 二、海洋的潮汐现象之引力说的缺陷万有引力定律是牛顿在1687年出版的自然哲学的数学原理一书中首先提出的，他还解释了地球上的潮汐现象。提出潮汐是由于月亮和太阳对海水的吸引力引起的假设，至今这个假设一直是科学家解释潮汐现象的经典。对于这种认识，我并不完全认同，有下面几点理由：1.如果潮汐是月球和太阳的引潮力引起的，那么朔日的潮高应该最大，而望日的潮高应该最小，因为望日地球位于太阳和月球的中间，太阳、月球对地球的吸引力方向相反，应相互抵销，如果月球的引潮力为2.2，太阳的引潮力是1，那么太阳和月球共同作用的引潮力应该为1.2（2.2-1），如示意图1所示。而朔日的太阳和月球位于地球的相同方向，对地球的吸引力方向相同，应相互叠加，共同作用的引潮力应该为3.2（2.2+1），如示意图2所示。实际上在望日潮高最大，朔日却次之，这是无法解释的。太阳地球示意图1望日地球所受引力示意图月亮太阳月亮地球示意图2朔日地球所受引力示意图2.如果潮汐是月球和太阳的引潮力引起的，那么朔日和望日白天涨潮的高潮应为中午12时，晚上涨潮的高潮应为半晚12时。实际上朔日和望日白天涨潮的高潮为早上6时前后，晚上涨潮的高潮为傍晚6时前后，这是无法解释的。3.如果潮汐是月球和太阳的引潮力引起的，那么春分和秋分的潮高应该相当。实际上秋潮的潮高却比春潮的潮高高得多（如钱塘江潮），这也是无法解释的。4. 如果潮汐是月球和太阳的引潮力引起的，那么潮汐的高潮应该出现在太阳或月亮正下方的一个圆形（椭圆形）的区域并向四周逐步降低，在夏至时出现在北回归线附近，春分、秋分时出现在赤道附近，冬至时出现在南回归线附近。大潮只应该出现在地球的低纬度地区，不应该出现在中高纬度地区。实际上潮汐的高潮表现为贯通南北半球的带状区域，春分、秋分时基本上和地球的经线相近，大潮反而出现在中高纬度地区，如芬地湾（世界潮差最大的海湾）、布里斯托尔湾、品仁湾、仁川湾等，这更是相互矛盾的。5. 如果潮汐是月球和太阳的引潮力引起的，那么朔日前后只能是正对月球和太阳的水面隆起，背向月球和太阳的水面凹下，不可能隆起，背向月球和太阳的水面也会隆起的解释完全是错误的，为什么呢？因为地球上的水，如果没有受到外力，既不会凸起，也不会凹下，在朔日，背向太阳和月亮的海洋，受到太阳和月亮的引力是向下的，有了一个向下的力，海水只能是向下凹陷，不可能向上凸起。这样朔日前后只能出现全日潮，不可能出现半日潮。实际上朔日前后世界各地依然是半日潮，和望日、上下弦日没有区别，这也否定了产生潮汐现象的引力说。这说明海洋的潮汐现象是月球和太阳的引潮力引起的理论是不够正确的。那么产生海洋的潮汐现象的真正原因是什么呢？我认为海洋的潮汐现象是太阳与月球的光照的压力和太阳与月球的引力的共同作用而引起的。这样以上几点无法解释的潮汐现象，就完全迎刃而解了。为什么说海洋的潮汐现象是太阳与月球的光照的压力和太阳与月球的引力的共同作用而引起的呢？下面就对光压进行有关的论述。 三、光压理论概述光压，是射在物体上的光所产生的压力。如阳光照在身体上，不仅会感觉发暖，亦有压力，只是因为感觉器官的限制而感觉不到。光压的发现源于俄国和美国。19 世纪，英国物理学家麦克斯韦创立了电磁理论，指出光的本质是电磁波。麦克斯韦还预言：光射到物质表面时，将对这一表面施加压力。彗星尾巴背着太阳就是太阳的光压造成的。为了证实光压的存在，不少物理学工作者都扑到这项科学研究上来。1901年，俄国物理学家彼得尼古拉耶维奇列别捷夫设计了一个实验，首次发现光压，并且测量了数据。 光压与此同时，美国物理学家尼科尔斯和哈尔也分别用精密实验测定了光的压力。由于光具有粒子性，所以在达到物体上时，根据动量定理，会对此物体产生一定的压力。大量光子长时间作用就会形成一个稳定的压力。光照到物体表面时施予表面的压强。J.开普勒在解释彗尾的形成时就已提出了光压概念。J.C.麦克斯韦根据电磁理论解释了光压现象，并算出了光压的值。当平行光垂直照射物体时，单位面积所受光压为P=I（1+R）/c，式中I为单位时间垂直入射到单位面积的光能量 ，R 为表面的能量反射率，c为真空中的光速 。光子概念提出后 ， 也可用光的粒子性来解释光压现象 。光子具有动量hv/c ， 入射到表面后或被吸收或被反射，入射前光子的总动量与入射后的总动量之差等于表面所受冲量，这样算出的光压公式与麦克斯韦的公式一致。对光压的首次实验测量是由俄国物理学家P.N.列别捷夫于1899年完成的。光可以看成一种波，也可以看成粒子束，它同时拥有波和粒子的两种特性，即光的波粒二象性。粒子是有一定质量的，对照射面进行撞击，从而产生压力，这是光压效应产生的根本原因。典型的太阳光对地球表面直射点所形成的光压为4.5*10(-6)N/m2。阳光照射在海洋的水面之上，阳光的压力就施加在水上，虽然阳光的压力极小，但海洋的面积极为广大，所受到的压力也极为强大，再加上水是液体，力的传递非常好，和阳光相切的海水，其获得的动量最大，所有切点连接成的切线圈，就是阳光照射海水所产生的高潮圈。如果潮汐出现在东西两个切点附近，潮汐将出现最大值。同样，月光照射在海洋的水面之上，月光的压力就施加在水上，虽然月光的压力更小，但海洋的面积极为广大，所受到的压力仍然极为强大，由于水是液体，力的传递非常好，和月光相切的海水，其获得的动量最大，所有切点连接成的切线圈，就是月光照射海水所产生的高潮圈，由于月光相对较弱，受海水摩擦等阻力影响，高潮圈会明显小于切线圈，在赤道附近约为140经线所围成的球冠的边线。如果潮汐出现在东西两个切点以内的20附近，潮汐将出现最大值。由于每天的月相不同，月光对海洋的水体所施加的压力每天都不同，并且月亮每天升起的时间要推迟大约50分钟，这样月亮对海洋的水面所施加的压力是不断变化的。月球本身并不发光，只反射太阳光。月球亮度随日、月间角距离和地、月间距离的改变而变化。平均亮度为太阳亮度的1/465000，亮度变化幅度从1/630000至1/375000。满月时亮度平均为 -12.7等。它给大地的照度平均为0.22勒克斯，相当于100瓦电灯在距离21米处的照度。月面不是一个良好的反光体，它的平均反照率只有7，其余93均被月球吸收。月海的反照率更低，约为 6。月面高地和环形山的反照率为17，看上去山地比月海明亮。月球的亮度随而变化，满月时的亮度比上下弦要大十多倍。虽然月面不是一个良好的反光体，它的平均反照率只有7，其余93均被月球吸收。但月球的平均温度并没有改变，这些被月球吸收的能量不断以不可见光的形式向宇宙辐射，月面温度越高，辐射越强，月面温度越低，辐射越弱。也就是说月球的总体辐射量是和受到阳光的照射量相当的。太阳月亮地球示意图4朔日地球所受光压图太阳地球示意图5望日地球所受光压图月亮太阳地球示意图6上下弦日地球所受光压图月亮四、阳光、月光的压力与潮汐现象阳光照射在海洋的水面之上，阳光的压力就施加在水上，虽然阳光的压力极小，但海洋的面积极为广大，所受到的压力也极为强大，再加上水是液体，力的传递非常好，和阳光相切的海水，其获得的动量最大，所有切点连接成的切线圈，就是阳光照射海水所产生的高潮圈。如果潮汐出现在东西两个切点附近，潮汐将出现最大值。阳光照射在水体时，估计能量的95%以上转化为热能被水吸收，5%以下转化为动能而形成潮汐。如果只有阳光的作用，和阳光相切的海水，其获得的动量最大，潮汐的高潮将出现在东西两个切点附近，由于地球自西向东的方向自转，西部的潮汐将大于东部的潮汐，这样早潮就将稍大于晚潮，但由于东部海洋的水温高于西部海洋的水温，受热胀冷缩的影响（水的密度变小），西部的潮汐反而会小于东部的潮汐，这样早潮就将稍小于晚潮，由于短时间内太阳东升西落的时间变化很小，潮汐涨落的时间基本不变。随着季节、大气层厚度、大气层的透光性的变化（本质是阳光照射的强度和角度变化），潮汐的强度将发生相应的变化。太阳地球示意图7海洋的太阳潮示意图同样，月光照射在海洋的水面之上，月光的压力就施加在水上，虽然月光的压力更小，但海洋的面积极为广大，所受到的压力仍然极为强大，由于水是液体，力的传递非常好，和月光相切的海水，其获得的动量最大，所有切点连接成的切线圈，就是月光照射海水所产生的高潮圈，由于月光相对较弱，受海水摩擦等阻力影响，高潮圈会明显小于切线圈，在赤道附近约为140经线所围成的球冠的边线。如果潮汐出现在东西两个切点以内的20经线附近，潮汐将出现最大值。月光照射在水体时，估计能量的5%以下转化为热能被水吸收，95%以上转化为动能而形成潮汐。如果只有月光的作用，和月光相切的海水，其获得的动量最大，潮汐的高潮将出现在东西两个切点以内的20经线附近，由于地球自西向东的方向自转，在望日由于西部海洋的水温高于东部海洋的水温，受热胀冷缩的影响（水的密度变小），西部的潮汐将远大于东部的潮汐，这样晚潮就将远大于早潮，由于月亮每天升起的时间要推迟大约50分钟，潮汐涨落的时间也就随着月亮升起的时间变化相应发生变化。随着季节、大气层厚度、大气层的透光性、月相的变化（本质是月光照射的强度和角度变化），潮汐的强度将发生相应的变化。地球示意图8海洋的太阴潮汐示意图月亮以上所述，是阳光、月光光压各自产生潮汐现象的原理，由于阳光和月光每时每刻都在照耀着地球，同时对地球施加压力，地球上的潮汐现象就是阳光和月光的压力共同作用的结果。由于阳光产生的潮汐现象变化小，而月光产生的潮汐现象变化大，这样潮汐的变化就与月光的变化相关度更高，这样月亮对潮汐的影响感觉就更大。望日地球位于太阳和月球的中间，太阳、月球的光线从相对的方向照向地球，它们的光线与地球表面的切点非常靠近（偏向月球一边），这样高潮相互重合，便产生了最大的潮汐，这和实际是完全一致的。太阳地球示意图9望日海洋潮汐示意图月亮朔日的太阳和月球位于地球的相同方向，太阳、月球的光线（高温表面辐射的不可见光）从相同的方向照向地球，光线与地球表面的切点非常靠近，这样高潮相互重合，便产生了次大的潮汐，这和实际也是完全一致的。太阳月亮地球示意图10朔日海洋潮汐示意图望日和朔日的早潮时间为早上6时左右，晚潮为傍晚6时左右，这和实际又是完全一致的。秋季，晴空万里，秋高气爽，大气层的透光性极高，这样阳光和月光对海洋水面的光压更强，秋分时节（中秋前后）就产生了一年中最大的潮汐，而春分时节（农历二月十五前后），虽然太阳、月亮在空中的位置和秋分时节很相似，但大气层的透光性差，这样阳光和月光对海洋水面的光压并不强，此时的潮汐就小得多了。阳光、月光与地球表面的切点的连线各自构成一个圆周形，以一定的角度贯穿南北两个半球，这和潮汐的高潮的表现又是完全一致的。阳光、月光与地球表面的切点的连线各自构成一个圆周形，这样地球上必然有两条相对的地方出现高潮，潮汐为半日潮。这样，引力说无法解释的海洋的潮汐现象，压力说都能给予圆满和充分的解释，充分说明光压是产生海洋的潮汐现象的主要动力。海洋的潮汐现象的定义应为:是指海水在天体（主要是太阳）的光压和天体的引力的共同作用下所产生的周期性运动。太阳地球示意图11上下弦日地球潮汐示意图月亮特别要指出的是：上下弦日潮汐的高潮出现在月亮的正下方，并不表明月亮的压潮力更大，反而表明太阳的压潮力远大于月亮的压潮力，也就是说在产生海洋的潮汐现象的因素中，太阳的阳光所起的作用，远大于月亮的月光所起的作用。这和人类长期以来所固有的认识是截然相反的。五、万有引力对地球的海洋潮汐的影响虽然以上的论述否定了潮汐现象的引力说理论，但并不否定万有引力对潮汐的影响，万有引力和光压的压力的方向正好相反，因此在正对太阳、月亮的地球表面，抵消了一部分光压的压力，在背向太阳、月亮的地球表面，产生了向下的压力，在望日前后使得海洋潮汐的强度更弱了，潮差更小了，在朔日前后背面的引力则会增强潮汐，使得朔日前后也发生较大的潮汐，在上下弦日前后背面的引力也会增强潮汐，使得上下弦日前后也发生较大的潮汐，也就是说，如果没有万有引力，地球上的海洋潮汐会更强，潮差会更大，万有引力起到了均衡海洋潮汐的作用。在上下弦日前后海洋潮汐小于望日和朔日的海洋潮汐，说明月亮的光压对海水的作用力同样大于其引力对海水的作用力，否则在上下弦日前后海洋潮汐反而会大于望日和朔日的海洋潮汐。这样我们就得出这样一个完全出乎人们意料之外的结论，在太阳和月亮正对的海洋万有引力是海洋的潮汐现象的反作用力，也说明太阳、月亮的光的压力对水面产生的潮汐力大于它们各自的引力产生的潮汐力。六、地球的大气层、地壳潮汐 由于大气层的密度很小，万有引力的作用非常小，而光压的作用很大，因而大气层潮汐为光压潮。地壳的密度很大，万有引力的作用非常大，而光压的作用非常小，因而地壳潮汐为引力潮。 袁新友2011-10-23参考文献：1、【英】F.霍伊尔 【印】J.纳里卡.2005.物理天文学前沿.湖南科学技术出版社2、【美】黄克孙.2009.大自然的基本力规范场的故事.上海辞书出版社3、【美】贝弗莉.麦克米伦/约翰繆吉克.2011.地球探秘.中央编译出版社4、余明.2010.地球概论.北京：科学出版社5、欧阳自远/邹永廖/李春来.2006.月球人类走向深空的前哨站.2版.清华大学出版社/暨南大学出版社6、唐逸民.2002.海洋学.中国农业出版社7、裔式铤.2008.文科物理.上海交通大学出版社 Light pressure-the main power produced the tide phenomenon YuanXinYou senior accountant Jiangxi university of finance accountin