关于此实验
海水每天两次涌上海滩，又两次退回海中。月球的引力对地球朝向月球的一侧拉得稍强一些，对背向月球的一侧拉得稍弱一些，使海洋形成两个隆起。随着地球自转，每一处海岸都会经过这两个隆起。太阳也会产生同样的作用，但力量较弱。让地球运行一个月，观察高潮每天大约晚 50 分钟到来，并看看太阳和月球如何共同形成大潮和小潮。
学习目标
- 解释为什么通常每天会有两次高潮和两次低潮
- 解释为什么高潮每天大约晚 50 分钟到来
- 描述太阳和月球如何共同形成大潮和小潮
- 将大潮和小潮与月相联系起来
- 解释为什么地球背向月球的一侧也会出现海水隆起
使用方法
- 1以每秒 1 小时的速度播放并观察橙色圆点。一天会出现几次高潮？
- 2在高潮时暂停并记下时间。找到一天后出现的下一个高潮。它晚了多久？
- 3关闭太阳的引力。然后重新开启太阳，并关闭月球。哪个天体引起的潮汐更大？
- 4以每天1秒的速度播放一个月，并观察每日潮差的柱状图。潮汐何时最大？那时的月相是什么？
- 5开启潮汐力。为什么近侧和远侧的箭头都指向外侧？
模型
假设
- 平衡潮：海洋覆盖整个地球，并瞬间呈现平衡形状。真实的潮汐是海盆中来回传播的波，因此沿海地区的潮汐比这种模型中的更大、出现得也更晚。
- 月球和太阳在赤道平面内移动，观测者站在赤道上，因此每天两次高潮的高度相同。
- 赤道处的振幅：月球为0.27 m，太阳为0.124 m。图中的海洋隆起被大幅夸大了。
- 朔日午夜为第0天的开始。月球相对于恒星绕行一周需要27.3天，因此月相周期为29.5天。
在课堂上试试这个实验
- Q1今天港口的高潮时间是06:10。明天大约会在几点？
- Q2请解释为什么朔和望时都会发生大潮。
- Q3上弦月和下弦月时会发生小潮。请根据太阳和月球的方向加以解释。
- Q4为什么背向月球的地球一侧也会出现高潮？
- Q5平衡潮汐不到1 m，为什么芬迪湾的潮差却超过15 m？
常见问题
大潮只会在春天发生吗？
不会。这个名称源于水涌起的现象。全年每个月都会在朔和望时各发生一次大潮。
如果月球会拉动海水，为什么背向月球的一侧也会出现隆起？
月球对地球近侧的引力比对地球中心的引力更强，而对中心的引力又比对远侧的引力更强。以地球中心为参照，近侧海水被拉向月球，远侧海水则被落在后面。两侧都会向外隆起。
为什么这个模型算出的潮差只有约 0.8 m？
这是覆盖整个地球的海洋所形成的平衡潮。实际潮汐取决于海岸线的形状和海洋深度。海湾和河口可能会使潮差大得多，而有些地方（例如地中海的大部分区域）几乎没有潮汐。