來源：科研圈

當(dāng)水流落到水池底部，可以看到水柱周圍形成一個(gè)薄薄的“圓盤”，圓盤邊緣水位陡然上升。早在五百多年前，達(dá)·芬奇就已經(jīng)注意到了這一現(xiàn)象，但是我們今天才了解它的成因。

達(dá)·芬奇思考的問題

每當(dāng)達(dá)·芬奇不在畫他的藝術(shù)杰作，或者不在思考如何制作將人類送到天上的機(jī)器時(shí)，他就會(huì)來到戶外，面對(duì)流水中的漩渦陷入沉思。

讓這位文藝復(fù)興大師困惑的問題也困擾著無數(shù)的科學(xué)家。五百年后的今天，我們?nèi)匀辉诳嗫嗨妓饕环N叫做水躍（hydraulic jump）的現(xiàn)象。

達(dá)·芬奇手稿中對(duì)水流的研究。| 圖片來源：The Royal Collection @2004，Her Majesty Queen Elizabeth II

水躍現(xiàn)象隨處可見，我們可能會(huì)誤以為人們已經(jīng)完全理解了它是如何形成的。當(dāng)我們打開水龍頭，觀察水池底部的水的流動(dòng)，會(huì)看到水在水注周圍形成一層薄薄的水膜，在邊緣處水膜則陡然上升，堆積成一個(gè)環(huán)形的“臺(tái)階”。

同一介質(zhì)中，兩列傳播方向相反，而振幅、頻率相同的波（藍(lán)色與紅色）相遇時(shí)，形成駐波（黑色）。其結(jié)果是在一系列固定的位置產(chǎn)生波腹（振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)）和波節(jié)（即振動(dòng)減弱點(diǎn)）。一列波與自身的反射波很容易形成駐波。與行波不同，駐波的波形無法前進(jìn)，因而也無法傳播能量。| 圖片來源：Wikipedia

這種停駐的沖擊波也出現(xiàn)在堰、瀑布的底部、潮涌等等……幾乎任何不同速度的流體相遇的地方。

（1）向垂直平面發(fā)射水注（2）向水平面上發(fā)射水注（3）從水平面的下方向上發(fā)射水注。不同方向的平面上以相同的速率發(fā)射同樣的水注，水躍現(xiàn)象形成的環(huán)形半徑相同。| 圖片來源：DOI： 10.1017/jfm.2018.558

因?yàn)檎承粤Ξa(chǎn)生的表面能沿著徑向傳輸，這意味著水流難以提供足夠的動(dòng)能保持迅速流動(dòng)，形成薄層的水膜，而是很快就慢下來，在邊緣堆積形成陡峭的環(huán)形“臺(tái)階”，也就是所謂的環(huán)形水躍現(xiàn)象。對(duì)于潮汐等平面水躍現(xiàn)象，他們提出的理論同樣適用。