水波是橫波還是縱波?聽說水面上是橫波,水面下是縱波,爲什麼?

題目：

水波是橫波還是縱波?
聽說水面上是橫波,水面下是縱波,爲什麼?

解答：

水波很容易被認爲是一種橫波,實際上並非如此.在平衡情況下,水的表面是水平的,水面發生擾動時,要使水面恢復水平的回覆力有兩個,一個是重力,另一個是表面張力.
　　在水波的形成過程中,當水面上某一質點由於外力作用而下降,形成水窩時,水面下的水就擠到旁邊去了,隨後周圍水的質點在重力作用下,開始向下降處流動,填充水窩的凹部,繼而使其凸起,並在它的周圍形成新的凹部.這樣水的質點下降時,除了向下運動外,還要向波源方向運動；在上升時,除了向上運動外,還要向遠離波源的方向運動.因此水面上的各個質點並不是上下運動,而是沿近似圓的軌道,上下前後地做周期性運動.因此,水波中的每個質點的運動都是由縱向運動（波的傳播方向）和橫向運動（與波的傳播方向垂直的豎直方向）合成的.
　　如果水深遠小于波長,這種波叫做淺水波,它的傳播速度與水深的平方根成正比而與波長無關.如果水深遠大于波長,就得到深水波,它的傳播速度只與波長的平方根成正比.
　　　　在深水波傳播時,水中的質點不斷地做勻速圓周運動,它的周期跟波的周期相同,它的運動方向,在圓周頂部跟波的傳播方向一致,在圓周底部跟波的傳播方向相反.
　　在水面,波的振幅等於各個質點做圓周運動的半徑．在水面下方,振幅按指數律遞減.在水深等於半波長處,振幅減至水面上的 ,在水深等於1個波長處,振幅是水面上的 .所以,儘管水面上波濤洶湧,在水下是相當平靜的.
　　對於淺水波,水質點的豎直運動隨水深的增加而線性地減小,在水底變爲零.
　　在水波中,對水面提供的回覆力,在波長很短（小於1.73cm）的時候,表面張力的作用是主要的,這種波叫表面張力波.但對于波長更長的波,表面張力的作用可以忽略,波動主要是重力作用的結果,這種波叫重力波.
對於淺水波,底部摩擦問題也是不可忽略的.在波峯處,水向前行進比較容易,在波谷處,水向後行進會與底部發生摩擦,結果是水質點在波峯處向前運動的距離比在波谷處向後運動的距離要遠,因而產生水的淨移動.這就是海濱的浪總是帶著水一塊走的原因