第六章液體和氣體的性質(zhì) 6.16魚鰾是做什么用的？

第六章液體和氣體的性質(zhì) 6.16魚鰾是做什么用的？

　　關(guān)于魚鰾的作用問題，一般的說(shuō)法聽起來(lái)好象是可以相信的。這種說(shuō)法是，在魚想從深水里浮到水的上層來(lái)的時(shí)候，它就鼓起自己的鰾；這時(shí)候魚的體積就增大，使被排開的水的重量大過自己的體重，于是按照浮體原理，魚就升到水面。如果它不想再上升，或者想下沉，那它就相反地壓縮自己的鰾。這時(shí)候魚的體積和它所排開的水的重量就會(huì)減小，魚也象阿基米德原理所說(shuō)的那樣，沉到了水底。

　　關(guān)于魚鰾功用的這種簡(jiǎn)單概念，是從十七世紀(jì)佛羅棱薩科學(xué)院的科學(xué)家們開始的；正式提出它的人是波雷里教授，時(shí)間在1685年。在以后二百多年里，對(duì)于這種說(shuō)法沒有人表示過異議，同時(shí)也在學(xué)校教科書里生了根。一直到經(jīng)過新的研究家仔細(xì)研究以后，才發(fā)現(xiàn)這個(gè)理論是毫無(wú)根據(jù)的。

　　毫無(wú)疑義，魚鰾對(duì)魚的浮沉有極密切的聯(lián)系，因?yàn)槭�去了鰾的魚它的鰾在實(shí)驗(yàn)的時(shí)候被取掉了只有在鰭加緊搖動(dòng)的情況下，才能浮在水里；鰭一停止，它就沉到水底去了。那末什么是魚鰾的真正功用呢？十分有限：只是幫助魚留在某一個(gè)一定的深處就是留在魚所排開的水的重量等于它本身的重量的那個(gè)水平上。當(dāng)魚用鰭使自己下沉到比這個(gè)水平更低的時(shí)候，它的身體由于經(jīng)受著從水那一方面來(lái)的很大的外來(lái)壓力，就要縮小，并且對(duì)鰾施加壓力。這時(shí)候被魚排開的水的體積減小了，被排開的水重量也變得比魚的體重小了，于是魚就不可避免地要往下沉。它下沉得越低，水的壓力就越強(qiáng)（每下沉10米，水的壓力要增加1個(gè)大氣壓），魚的身體就被壓縮得越小，也就更要繼續(xù)往下沉。

　　在魚離開原來(lái)已經(jīng)取得平衡的那個(gè)水平，而用鰭的力量使自己升到更高的水平的時(shí)候，也會(huì)出現(xiàn)同樣的情況，只是朝著相反的方向。魚的身體擺脫了一部分外來(lái)的壓力以后，魚鰾要從里面把它撐大起來(lái)（魚鰾里的氣壓在這以前是和周圍的水壓平衡的），體積增大了，也就向高處浮了起來(lái)。魚升得越高，它的身體就脹得越大，也因而越要繼續(xù)往上升。魚是不能用“壓縮魚鰾”的方法來(lái)阻止這種趨勢(shì)的，因?yàn)轸~鰾的壁上并沒有能夠主動(dòng)改變自己體積的肌肉纖維。

　　我們所以說(shuō)魚真的是這樣被動(dòng)地?cái)U(kuò)大體積的，可以用下面的實(shí)驗(yàn)來(lái)證明（圖75）。把一條用氯仿麻醉過的鯉魚放在一個(gè)盛著水的密閉的容器里，容器里維持著同天然水池一定深處的壓力相接近的高壓。這時(shí)候魚會(huì)肚子朝天一動(dòng)不動(dòng)地臥在水面上。如果把它稍微浸得深一些，它就要重新浮到水面上來(lái)。如果把它放在離器底比較近的地方，它就會(huì)往器底里沉。但是在這兩個(gè)水平之間的一層水里，魚卻可以保持平衡狀態(tài)，不浮也不沉。所有這些現(xiàn)象，只要回想一下剛才講過的魚鰾的脹縮是被動(dòng)的，就可以明白了。

　　所以，跟流行的說(shuō)法相反，魚是根本不會(huì)脹大和縮小自己的鰾的。魚鰾體積的改變是被動(dòng)的，是在外部壓力增強(qiáng)或減弱的作用下進(jìn)行的（按照波義耳-馬里奧特定律）。這種體積的改變對(duì)魚說(shuō)來(lái)，不但沒有好處，相反的替它招來(lái)了害處，因?yàn)樗鼤?huì)使魚不得不越來(lái)越快地沉到水底去，或是越來(lái)越快地升到水面上來(lái)。換句話說(shuō)，魚鰾能幫助魚在不動(dòng)的時(shí)候保持平衡，但是這個(gè)平衡是不穩(wěn)定的。

　　捕魚人觀察到的情況，可以證明這種說(shuō)法。在深海里捕魚的時(shí)候，常�？梢钥吹接行�魚在半途中脫逃了，可是和人們的想法相反，它們并不重新沉入它們被捕的深水里，而是急速地上升到水面上來(lái)。這樣的魚，有時(shí)又可以看到它們的鰾已經(jīng)突出到嘴外面來(lái)。

　　對(duì)魚的浮沉來(lái)說(shuō)，魚鰾的真正功用就是這樣。至于它在魚的身體里是不是還起著別的作用，而這又是些什么樣的作用，在目前都還不知道。所以這個(gè)器官在目前還是一個(gè)沒有猜破的謎。在現(xiàn)在可以算是完全解釋明白了的，只是它在流體靜力學(xué)方面的作用。

　　 歡迎使用手機(jī)、平板等移動(dòng)設(shè)備訪問中考網(wǎng)，2024中考一路陪伴同行！>>點(diǎn)擊查看