潮汐變形

潮汐變形

假如地球本來是一個正球體,它要在自轉過程中由正球體變成明顯的扁球體,又要在公轉過程中由正球體變成輕微的長球體。這裡,暫時忽視前者,著重說明後者,因為前者是永久性變形,而後者是周期性變形,稱潮汐變形。

基本介紹

  • 中文名:潮汐變形
  • 外文名:Tidal deformation
  • 學科:天文學
  • 類別:天體力學
  • 性質:周期性變形
  • 原理:天體相互公轉
定義,原理,差別吸引,

定義

從全球範圍來看,潮汐現象首先是地球變形的現象。地球是一個球體。在這裡,球體泛指正球體、扁球體和長球體。正球體是嚴格的球體,可以看成是正圓以任意直徑迴轉而成的球體。扁球體是橢圓以短軸為軸迴轉而成的球體。長球體是橢圓以長軸為軸迴轉而成的球體。扁球體和長球體都是球形體,而不是真正的球體。假如地球本來是一個正球體,它要在自轉過程中由正球體變成明顯的扁球體,又要在公轉過程中由正球體變成輕微的長球體。這裡,暫時忽視前者,著重說明後者,因為前者是永久性變形,而後者是周期性變形,稱潮汐變形。
潮汐變形潮汐變形
地球不斷地從切線軌道向太陽降落地球不斷地從切線軌道向太陽降落

原理

潮汐變形是在天體相互公轉的過程中發生的。沒有公轉就無所謂潮汐變形,也就無所謂潮汐現象。在這裡,所謂公轉,既是地球和太陽環繞日地共同質心的運動,也是地球和月球環繞月地共同質心的運動。對地球上的潮汐現象來說,主要的公轉是月球和地球的相互公轉。但是,為了說明簡單起見,這裡首先要考慮的是地球和太陽的相互繞轉。
潮汐變形:正球體在運動中因受力不均變成長球體潮汐變形:正球體在運動中因受力不均變成長球體
地球和一切其他天體都在運動著。在這個前提下,地球和太陽的互相吸引使這兩個天體發生環繞日地共同質心的運動。這種運動可以簡單地看成地球環繞太陽的公轉,因為日地共同質心十分接近太陽的中心。
對地球的繞日公轉來說,中心天體太陽的引力是絕對必要的。沒有這個引力,地球將在自己的直線軌道上前進。有了這個引力,地球就不斷地從當時的直線軌道(實即切線軌道)向太陽降落。在目前的具體條件下,地球並沒有因為不斷向太陽降落而最後墜入太陽的火窟,只是不斷地由當時的直線軌道落入環繞太陽的橢圓軌道。儘管這樣,仍然應該把地球環繞太陽的公轉看成:既是向前運動的過程,又是向太陽降落的過程。否則,就很難理解地球在繞日公轉過程中發生的潮汐變形現象。

差別吸引

地球在不斷地向太陽降落過程中,怎么會發生潮汐變形?怎么會由正球體變成長球體?因為太陽對地球的吸引是差別吸引。所謂差別吸引就是:地球的不同部分,對太陽有不同的距離和不同的方向,因而受到不同的吸引,它包括引力大小的不同和方向的不同。距離近,所受引力就大;距離遠,所受引力就小。方向正,所受引力就正;方向偏,所受引力就偏。不同大小和不同方向的太陽引力,使地球在繞日公轉的過程中由正球體變成長球體。

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