潮汐现象的原理及运用

潮汐现象的原理及运用组长：李海东组员：陈业翰、谢敏榕、林金奕、卢述灿、李海东、吕思锟指导老师：谢泽榕一、课题引入物理学是一门非常有趣的自然学科，它研究的内容十分广泛。其实，在生活中，在我们的身边，有许多的物理现象。当我们掌握了必要的物理知识，不仅能解释这些现象，也能利用他们为人类服务。千变万化的物理现象，像一个个的谜当我们掌握了必要的物理知识，揭开谜底的时候就会感悟到物理现象是十分有趣的。二、研究计划收集资料，设计调查过程整理后得出结论三、研究方法查资料整理收集到的资料得出对该课题更深刻的理解四、研究过程我们知道物理学主要研究对象是有关力，电，光等。物理学可分为力学，光学，热学，量子力学，核物理学等。由于物理学所研究的内容和人类的生活息息相关，所以在人类社会的发展进程中，物理学起着重大的作用，可以这么说，如果没有物理学，人类社会还发展不到今天。人类社会至少还要倒退几百年，所以说，没有物理学的发展，人类社会就不可能有今天，所以说物理学对人类的贡献是巨大的。因为有了物理学人类与大自然的关系更加亲密，人类开始对自然现象进行探索并加以利用。例如：1、潮汐现象的原理：真实月球引力和平均引力的差值称为干扰力，干扰力的水平分量迫使海水移向地球、月球连线并产生水峰潮汐现象是指海水在天体(主要是月球和太阳)引潮力作用下所产生的周期性运动，习惯上把海面铅直向涨落称为潮汐，而海水在水平方向的流动称为潮流。2、潮汐现象：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”。潮汐现象的特点是每昼夜有两次高潮，而不是一次,“昼涨称潮，夜涨称汐”。简而言之“潮”指白天海水上涨，“汐”指晚上海水上涨，不过通常我们往往将潮和汐都叫做“潮”。3、潮汐现象的应用：潮汐发电与普通水利发电原理类似，通过出水库，在涨潮时将海水储存在水库内，以势能的形式保存，然后，在落潮时放出海水，利用高、低潮之间的落差，推动水轮机旋转，带动发电机发电。差别在于海水与河水不同，蓄积的海水落差不大，但流量较大，并且呈间歇性，从而潮汐发电的水轮机结构要适合低水头、大流量的特点4、潮汐发电原理潮汐能利用的主要方式是发电。潮汐发电的工作原理与常规水力发电的原理类似，它是利用潮水的涨、落产生的水位差所具有的势能来发电。差别在于海水与河水不同，蓄积的海水落差不大，但流量较大，并且呈间歇性，从而潮汐发电的水轮机的结构要适合低水头、大流量的特点。具体地说,就是在有条件的海湾或感潮河口建筑堤坝、闸门和厂房，将海湾(或河口)与外海隔开围成水库，并在闸坝内或发电站厂房内安装水轮发电机组。海洋潮位周期性的涨落过程曲线类似于正弦波。对水闸适当地进行启闭调节，使水库内水位的变化滞后于海面的变化，水库水位与外海潮位就会形成一定的高度差(即工作水头)，从而驱动水轮发电机组发电。从能量的角度来看，就是将海水的势能和动能，通过水轮发电机组转化为电能的过程。5、潮汐的军事应用1661年4月21日，郑成功率领两万五千将士从金门岛出发，到达澎湖列岛，进入台湾攻打赤嵌城。郑成功的大军舍弃港阔水深、进出方便、但岸上有重兵把守的大港水道，而选择了鹿耳门水道。鹿耳门水道水浅礁多，航道不仅狭窄且有荷军凿沉的破船堵塞，所以荷军此处设防薄弱。郑成功率领军队乘着涨潮航道变宽且深时，攻其不备，顺流迅速通过鹿耳门，在禾寮港登陆，直奔赤嵌城，一举登陆成功。1939年，德国布置水雷，拦袭夜间进出英吉利海峡的英国舰船。德军根据精确计算潮流变化的大小及方向，确定锚雷的深度、方位，用漂雷战术取得较大战果。1950年朝鲜战争初期，朝鲜人民军如风卷残石，长驱直入打到釜山一带。美国急忙纠集联合国多国部队，气势汹汹杀到朝鲜，但在选定登陆地点时犯了难——适合登陆的港口都有朝鲜人民军重兵把守，强行登陆必然代价巨大。经过慎重考虑，最终美军司令麦克阿瑟指挥美军于仁川成功登陆。原来，仁川港位于朝鲜的西海岸，离首都汉城西28公里,起着汉城关门的作用。海面是亚洲潮差最大的，最高达9.2米，退潮时近岸淤泥滩长5000余米，登陆舰船、两栖车辆和登陆兵极易搁浅；沿岸筑有4米高的石质防波堤，构成登陆兵和两栖车辆的障碍；进入港口的船只，只有一条飞鱼峡水道，倘若有一艘舰船沉没，就堵塞了航道；岸上炮兵可将近岸的舰船、两栖车辆和登陆兵全1939年，德国布置水雷，拦袭夜间进出英吉利海峡的英国舰船。部摧毁。朝鲜人民军认为美军不可能从仁川登陆，加之战线拉得太长，所以对仁川港疏于防守，兵力薄弱。然而，仁川港地区每年有3次最高的大潮，最高时潮差可达9.2米，其中就有9月15日。经过分析计算，美军于9月15日利用大潮高涨，穿过了平时原本狭窄、淤泥堆积的飞鱼峡水道和礁滩，出人意料地在仁川港登陆。朝鲜人民军因此被拦腰截断，前线后勤完全失去保障，腹背受敌，损失惨重，几乎陷入绝境。麦克阿瑟指挥的美军和联合国军，仅用1个月，几乎席卷朝鲜半岛，兵临鸭绿江边，取得空前胜利。6、世界名潮逢农历8月18日，来浙江海宁一带观潮的人，成群结队，络绎不绝。这时的岸边，人山人海，万头躜动，人们焦急地等待那激动人心时刻的到来。不一会儿，忽见人群骚动，只见远处出现一条白线，由远而近；刹那间，壁立的潮头，像一堵高大的水墙，呼啸席卷而来，发出雷鸣般的吼声，震耳欲聋。这真是：“滔天浊浪排空来，翻江倒海山为摧。”这就是天下闻名的钱塘江大潮。汹涌壮观的钱塘潮，历来被誉为“天下奇观”。人们通常称这种潮为“涌潮”，也有的叫“怒潮”。涌潮现象，在世界许多河口处也有所见。如巴西的亚马逊河、法国的塞纳尔河等。我国的钱塘江大潮，也是世界著名的大潮。总而言之，潮汐能将会是人类未来最主要的能源之一。它是一种清洁、不污染环境的可再生能源，潮水的起伏涨落是周而复始，取之不尽的。再者潮汐能存在发电稳定，不受气候，水文等自然条件影响。因此，潮汐能会在科技的发展推动下走上发电技术的前沿阵地。