鱼漂的作用

高中物理 COOCO.因你而专业
套卷教案课件下载new 试题搜索答案
高中数学   高中物理   高中化学   高中英语   高中语文   高中生物   高中政治   高中历史   高中地理   备课网 2020年高考志愿填报流程图解

鱼漂的作用

公主 马老师

发布日期:2010-02-27 14:35:40

对于鱼鳔的作用问题,通常的说法听起来似乎是可以相信的。这种说法是,在鱼想从深水里浮到水面来的时候,它就鼓起自己的鳔;这时候鱼的体积就加大,使被排开的水的重量超过自己的体重,——于是按照浮力原理,鱼就升到水面。假如它不想再上升,或者想下沉,那 它就相反地压缩自己的鳔。此时鱼的体积和它所排开的水的重量就会变小,鱼也像阿基米德原理所说的一样,沉到了水底。
关于鱼鳔功用的这种简单概念,是从17世纪佛罗伦萨科学院的科学家们开始的;正式提出它的人是波雷里教授,时间在1685年。在后来二百多年里,对于这种说法无人表示过反对,同时也在学校教科书里生了根。一直到经过新的科学家仔细研究以后,才知道这个理论是毫无根据的。
毫无疑问,鱼鳔对鱼的浮沉有极密切的联系,因为失去了鳔的鱼——它的鳔在实验的时候被取掉了——必须在鳍加紧摇动的情况下,才能浮在水里;鳍一停止,它就沉到水底去了。那 么什么是鱼鳔的实际功用呢?十分有限:只是帮助鱼留在任意一个一定的深处——就是留在 鱼所排开的水的重量等于它本身的重量的那个水平上。当鱼用鳍使自己下沉到比这个水平更低的时候,它的身体因为经受着从水那一方面来的很大的外来压力,就要变小,而且对鳔施加压力。此时被鱼排开的水的体积减小了,被排开的水重量也变得比鱼的体重小了,这样鱼就不可避免地要往下沉。它下沉得越低,水的压力就越强(每下沉10米,水的压力要增加1个 大气压),鱼的身体就被压缩更细小,也就更要连续往下沉。
在鱼离开起初已经取得平衡的那个水平,而用鳍的力量使自己升到更高的水平的时候,也会出现一样的情况,只是朝着相反的方向。鱼的身体甩掉了一部分外来的压力以后,鱼鳔要从 里面把它撑大起来(鱼鳔里的气压在这本来是和周围的水压平衡的),体积增大了,也就向高处浮了起来。鱼升得越高,它的身体就胀得越大,也因此越要继续往上升。鱼是不能用“压缩鱼鳔”的方法来阻拦这种趋势的,缘于鱼鳔的壁上并不能够主动改变自己体积的肌肉纤维 。
我们所以说鱼真的是如此被动地扩大体积的,可以用下面的实验来说明。把一条用氯仿麻醉 过的鲤鱼放在一个盛着水的密闭的容器里,容器里保持着同天然水池一定深处的压力差不多的高压。此时鱼会肚子朝天一动不动地卧在水面上。假如把它稍微浸得深一些,它就会重新浮到水面上来。假如把它放在离器底比较近的地方,它将往器底里沉。但是在这两个水平之间的一层水里,鱼却可以维持平衡状态,不浮也不沉。所有这些现象,只要回忆一下刚才讲 过的鱼鳔的胀缩是被动的,就能够明白了。
因此,跟流行的说法相反,鱼是根本不会胀大和缩小自己的鳔的。鱼鳔体积的改变不是能动的,是在外部压力增强或减弱的作用下进行的(按照波义耳-马里奥特定律)。这种体积的改 变对鱼说来,不仅没有好处,反而替它招来了害处,因为它会使鱼只能越来越快地沉到水底 去,或是越来越快地升到水面上来。换言而之,鱼鳔能帮助鱼在静止不动的时候保持平衡, 但是这个平衡是不稳定的。
捕鱼人观察到的情况,能够证明这种说法。在深海里捕鱼的时候,常常能够看到有些鱼在半途中脱逃了,但是和人们的想法相反,它们并不重新沉入它们被捕的深水里,而是急速地上升到水面上来。如此的鱼,有时又能够看到它们的鳔已经突出到嘴外边来。
对鱼的浮沉来说,鱼鳔的真实作用就是这样。至于它在鱼的身体里是不是还起着别的作用, 而这又是些什么样的作用,在目前都还不清楚。因此这个器官在目前还是一个没有猜破的谜 。在今天可以算是完全解释明白了的,只是它在流体静力学方面的作用。