潮汐能看上去是源源不斷的!有人說地球上源源不斷的能源總是來源于太陽!那潮汐能也是來源于太陽嗎??!

【專家解說】：潮汐能是由星球之間的萬有引力作用于物體產(chǎn)生的,包括任何氣態(tài),液態(tài)和固態(tài)的物質(zhì). 我們所說的潮汐主要是月球?qū)Ｋ囊υ斐傻?太陽的引力也起一定的作用.其中月球的引潮力是太陽的2.2倍左右. 潮汐的原理可以這樣解釋: 按廣義相對(duì)論的觀點(diǎn),固著于在引力場(chǎng)中自由降落的物體上的參考系,是個(gè)理想的局域慣性參考系.設(shè)想一電梯從摩天大樓的頂層下降,忽然懸掛它的鋼索斷了,電梯變成自由落體.在牛頓力學(xué)的觀點(diǎn)看來,這個(gè)電梯內(nèi)的物體受到一個(gè)重力m引g和一個(gè)慣性力-m慣g.由于引力質(zhì)量嚴(yán)格等于慣性質(zhì)量?jī)蓚€(gè)"精確"抵消,電梯內(nèi)的物體處于完全失重的狀態(tài).從廣義相對(duì)論的觀點(diǎn)來看,牛頓力學(xué)所謂的"真實(shí)的引力"和"因加速度產(chǎn)生的慣性力"是等價(jià)的,在實(shí)際中無法區(qū)別.但話不能說得那樣絕對(duì),上述引力與慣性力的等價(jià)只是在一個(gè)小范圍內(nèi)是精確的,如果那個(gè)自由降落的升降機(jī)足夠大,當(dāng)其中引力場(chǎng)的不均勻性不能忽略時(shí),慣性力就不能把引力完全抵消了.設(shè)想在自由降落的升降機(jī)內(nèi)有五個(gè)質(zhì)點(diǎn),C在中央,即在系統(tǒng)的質(zhì)點(diǎn)上,A和B分別在C的左右,D和E分別在C的上下.考慮到引力是遵從平方反比律且指向地心的,與中央質(zhì)點(diǎn)C所受的引力相比,A和B受到的引力略向中間偏斜,D因離地心稍遠(yuǎn)而受力稍小,E因離地心稍近而受力稍大.由于整個(gè)參考系是以質(zhì)心C的加速度的,其中的慣性力只把C點(diǎn)所受的引力精確抵消,它與其它各質(zhì)點(diǎn)所受的引力疊加,都余下的一點(diǎn)殘余的力.A和B的方向指向C,D和E受到的殘余力背離C.如果在中央C處有個(gè)較大的水珠的話,嚴(yán)格地說它也不是球形,而是沿上下方向拉長(zhǎng)了的橢球. 在重力場(chǎng)里自由降落的升降機(jī)!聽起來懸,做起來既困難,又危險(xiǎn).只能是理想實(shí)驗(yàn). 一般說來,一個(gè)參考系的運(yùn)動(dòng)由平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)兩部分組成.固聯(lián)在地心上的參考系只有平動(dòng),沒有轉(zhuǎn)動(dòng).不僅如此,地心參考系還是一個(gè)理想慣性系,因?yàn)槌f有引力外它不受任何其它力,它是一個(gè)在引力場(chǎng)中自由飛行的物體.(這里我們認(rèn)為地球是孤立,等一會(huì)再將不同的星球放在各自的動(dòng)態(tài)位置上)把整個(gè)地球當(dāng)作一個(gè)"航天器"來考察其中由引力不均勻性造成的效應(yīng),那就足夠大了!其實(shí)大自然就是一個(gè)巨大的實(shí)驗(yàn)室,好早已為我們準(zhǔn)備好了實(shí)驗(yàn)的材料.地球表面70%的面積為海水覆蓋,作為第一步近似,我們把地球設(shè)想為一個(gè)其表面完全被海水所覆蓋.地球自轉(zhuǎn)造成的慣性離心力已計(jì)算在海水的視重里,若忽略海水相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)的環(huán)流,則科里奧利力也不必考慮.所以我們可以取地心為參考系,不必考慮地球的自轉(zhuǎn).這樣一來,在這個(gè)巨大的理想?yún)⒖枷道锼泻Ｋ纬梢粋€(gè)巨大的水滴.如果沒有外部引力的不均勻性,這個(gè)大水滴將精確地呈球形.由于月球離地球較近,在地月之間存在引潮力.大水滴的形狀將變成一個(gè)近似橢圓,因此就有了潮汐.按照廣義相對(duì)論的觀點(diǎn),引潮力是時(shí)空彎曲的反映,這樣解釋具有更本質(zhì)的意義. 具體引潮力的運(yùn)算,可以根據(jù)萬有引力定律與矢量運(yùn)算法則求得,如果你感興趣,可以學(xué)習(xí)<<大學(xué)新概念物理教程-力學(xué)>>,從而比較一下太陽和月球哪個(gè)對(duì)地球潮汐的影響大. 正如在首段定義的哪樣,只要有物質(zhì),只要有引力,只要有引力不均勻性,就有潮汐能.