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科学家有时候也很会玩的，能把很多科学现象玩出令人震惊的新花样。这不，一些科学家正在实验室里“仿制”白洞呢! 白洞是什么?白洞可是宇宙中的一种怪异天体，它只会源源不断地吐出物质和能量，它是一种与吞噬物质和能量的黑洞正好相反的天体。白洞也有个与黑洞类似的叫做视界的界线，视界之外的部分，人类能够观察到，视界之内的情况，人类不可能看到。但是白洞这种天体到底有没有，科学家都不敢确定，也没有观察到它们的存在，所以关于白洞的怪异性质都是科学家想出来的。 科学家又如何能把白洞“仿制”出来?只见他们打开水槽上方的水龙头，把水龙头的水流调节到合适的流速后，他们让你向水槽内看。你看到的只是水流在向四面流淌，最后从下水道流走了。你不知所以然，科学家让你仔细看。于是你又凝神细看：水落到水槽内，水流向四面分散，围绕落水部位有一片水层非常薄的区域，看上去像是一层水膜，这片水膜之外有一圈凸起的坎，水坎之外的水层则明显增厚了。科学家向水槽的边缘滴入一滴墨水，墨水只会混合到水坎之外的区域内，却永不会进入水坎之内的区域。 这时，科学家又向水流落下的部位也滴入一滴墨水，虽然来自边缘区域的墨水无法进入中心区域，这来自中心区域的墨水却可以越过水坎，进入边缘区域。在墨水的有色指示下，当水流流淌到水坎部位的时候，看上去像是突然升高，跃上水坎，之后与水坎中的水混到一起，又以较慢的速度向水坎之外的水槽边缘区域流淌，直至落入下水道。 科学家不是“仿制”白洞吗?白洞到底在哪里?科学家说，那道水坎就是白洞的视界，只有水坎之内有水不断流出，但水坎之外的水却永不会穿过那道水坎进入内部，我们眼下俯视的水槽内的情况就是一种只会向外吐水，不会向内吸入物质的白洞。科学家这么一解说，你也明白了，这确实是一种很像白洞的现象。 水槽内的这种现象，几乎我们每个人都看到过，却从没有在意过。如今听了科学家的解说，你也觉得很神奇了，为什么水龙头落下的水流动起来会如此奇特? 其实1914年的时候，就有科学家注意到此现象：水落入水槽，向外流淌的过程中，为什么会突然出现了一道水坎呢? 科学家把这种现象叫做“水跃”现象。他们发现，水流要想在水池内形成这么一道水坎，水龙头出水的速度不能太慢，必须水流达到一定速度后才会出现这种现象。 另外，不只是水槽内会有这种现象发生，在水坝、瀑布流淌的地方，也能看到水流泻下的时候，速度很快，在水坝表面或岩层表面形成一层较薄的快速流淌的水流。但是就在水流即将倾入河面的时候，也会出现一道凸起的水坎，水坎之外水流速度明显变慢了，水层厚度或深度也明显增大了。 经过这些观察，科学家认为，流速很快的水流与流速很慢的水流相撞一起的时候，应该就会形成一道水坎，慢速流动的水流就像障碍物一样，把快速流动的水流阻住了，之后，水流的快速冲击让水位突然升高，于是就形成了一道水坎。就像河水碰到石头会在石头前升高一样。水跃现象是水流在流淌过程中调节自己流速的一种现象。 水跃现象形成的水坎高度是可以计算出来的，它水坎内外的水流速度有关，这两个速度差别越大，水坎就越高。 除了水流会有水跃现象外，其他液体或气体流动的时候，也会有类似的水跃现象，看来这是流体流动的一种普遍现象。例如，空中有时会出现那种波浪状的云，这波浪其实就是两股同方向运动的气流相撞时，较快的气流会向高处爬升，爬升时遇冷，水蒸气冷凝，就形成了一道波浪状的云。 水跃现象对于工业上两种流体在流动过程中如何混合均匀有指导意义，那道水坎就是两种流体相互充分混合的区域。在河中，由于水流很快的区域磨蚀作用较大，水坎区域的水流是湍动的，磨蚀作用更大，了解水跃现象，也可以采取措施，保护河床，现在漂流娱乐运动也经常利用水跃现象来让漂流更有趣，更刺激，让漂流者体验速度突然减慢，漂流筏突然升高的感觉。 |
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