為什么柱子受力會(huì)發(fā)生壓縮，而一根桿子卻會(huì)“彎下了腰”呢？這是因?yàn)槿绻麠U內(nèi)部物質(zhì)分布足夠均勻，使得內(nèi)部力的分布足夠均衡，材料本身的形態(tài)也對(duì)稱，則只會(huì)發(fā)生壓縮，不會(huì)發(fā)生折彎。但自然界的物質(zhì)，幾乎沒有完全均質(zhì)的。

折彎也并不必然會(huì)發(fā)生，只有當(dāng)材料的長(zhǎng)度和直徑之比達(dá)到某一水平，或者材料內(nèi)部物質(zhì)分布的不均勻程度達(dá)到一個(gè)所需水平時(shí)，應(yīng)力在中部集中，其受力分布的異常程度能克服材料邊界的限制，突破邊界的折彎才會(huì)發(fā)生。

如前所述，流體的液柱是由一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡過程來保持其形態(tài)穩(wěn)定的。在物質(zhì)不斷更換的過程里，總會(huì)有局部的異常形態(tài)出現(xiàn)。有時(shí)候是一個(gè)氣泡，有時(shí)候是一個(gè)密度較小的團(tuán)塊，

有時(shí)候是別的什么。這種內(nèi)在的異常，破壞了液體內(nèi)部分子間的引力和液柱重力以及慣性之間的平衡。當(dāng)這種不平衡的狀態(tài)，嚴(yán)重到一定的程度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致折彎的發(fā)生。原本處于壓

縮狀態(tài)下的某部分物質(zhì)，受到側(cè)方向的推擠，向阻力最小的方向釋放勢(shì)能，先加速后減速遠(yuǎn)離中心軸，隨著離開中軸越來越遠(yuǎn)，分子間的壓力漸漸轉(zhuǎn)變成分子間的拉力，這股力量同時(shí)也作用在即將落下的液體上。在重力和慣性協(xié)同作用下，液柱向反方向開始新一輪的彎折。最下層的液柱，在往復(fù)過程中，內(nèi)部分子在“受壓—牽拉”兩種狀態(tài)之間來回轉(zhuǎn)換，形成振動(dòng)。

表現(xiàn)為在原位的往復(fù)打圈。如果以時(shí)間為橫軸，振幅為縱軸的話，就會(huì)形成圖1-2所示的波動(dòng)。

我們先看看這個(gè)過程發(fā)生在一個(gè)平面上時(shí)的情形：一股扁平的液柱流淌下來，在橫軸方向上，盡管有內(nèi)部的不均衡存在，但是這種不均衡無法突破較寬的邊界限制，更多地表現(xiàn)為壓縮形變；而在縱軸方向上，內(nèi)部不均衡易于突破較窄的邊界限制，表現(xiàn)為彎折，形成振動(dòng)。

正像我們前面說到的，盡管上面實(shí)驗(yàn)中橫軸具有較寬的邊界，但這個(gè)障礙也是相對(duì)的。一旦液體的黏度足夠大，下落的距離足夠高，即使是這樣的寬度，仍然會(huì)形成彎折，產(chǎn)生振動(dòng)。

當(dāng)我們將液柱的扁平形態(tài)變成最常見的圓柱形，所觀察到的過程將不限于一個(gè)平面內(nèi)，變得有點(diǎn)復(fù)雜，但是本質(zhì)保持不變。黏液下落過程中形成的液柱內(nèi)部因?yàn)榫植康牟痪馐芰?，?dǎo)致液柱向某一個(gè)方向彎折，形成最初的振動(dòng)。此振動(dòng)是在某一個(gè)平面內(nèi)產(chǎn)生的，但在和這個(gè)平面垂直的方向看，則沒有振動(dòng)發(fā)生，只發(fā)生了壓縮形變，就像在圖1-3左邊圖片中所看到的。在這個(gè)平面上，一旦有新的因素，誘發(fā)折彎，就會(huì)出現(xiàn)另外一個(gè)波動(dòng)。