液体自由表面波
液体自由表面波
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基本内容
液体自由表面波
液体自由表面受扰后出现的此起彼伏的波浪运动。液体自由表面是指江河湖海和开口容器中的液体等接触大气的液面。静止液体自由表面是水平的，受扰后液体质点离开其平衡位置，同时重力和表面张力发挥回复力作用促其返回平衡位置，然后质点在惯性作用下继续向另一侧运动，从而形成液体质点的振动和因振动传播而产生的自由表面波。若波长比波高大得多，则自由表面的曲率很小，表面张力也很小，可忽略其作用，只考虑重力，这种液体自由表面波称为重力波。反之，若波长极短，则自由表面曲率很大，表面张力也很大，可忽略重力作用，只考虑表面张力，这种波称为毛细波或涟波，其波长在
厘米之间。微风吹皱 的一湖春水就是毛细波的一例。液体自由表面波的要素同波的要素基本一致。波速依赖于波长的称弥散波，如深水重力波、毛细波等；波速与波长无关的称非弥散波，如浅水重力波。小振幅波的波速为
，式中h为液深；σ为表面张力；ρ为液体密度；k为波数；g为重力加速度。