精品文档
精品文档 2004-2005年度《地球物理学基础》课程期末考试试题
（2004年12月30日上午10:00—12:00）
（课堂开卷，但禁止参考印刷与复印材料，仅准使用手写材料）
1、 名词解释（每小题2分，共20分）：
(1) 大地水准面 (2) 布格异常 (3) 固体潮汐 (4) 地磁场基本要素
(5) 剩余磁性 (6) 黄道平面与白道平面 (7) 高斯系数 (8) 地心纬度与地理纬度
(9) 地磁场倒转 (10) 地球发电机模型
2、
3、 有一跳远运动员，在赤道上以与水平面成30o 起跳，能跳9米，问此人在两极以同一角度和同一初速
跳，能跳多远? （5分）
4、
5、 求：一条线密度为λ半径为a 、无限延伸的均匀圆柱在离轴线a r >地方的引力。（5分）
6、
7、 地球物质在地球外面所产生的引力位V 必须满足拉普拉斯方程：
0sin 1)(sin sin 1)(122222222
=??+????+????=?λθθθθθV r V r r V r r r V
这里r 为与地心的距离，θ为地心余纬度，λ为向东计算的经度。其解答可以写成：
??
????+---=∑∑∑∞==∞=212)(cos }sin cos {)()(cos )(1n n m m n m n m n n n n n n P m S m C r a P r a J r
GM V θλλθ上式中G 为万有引力常数，M 为地球质量，a 为地球赤道半径，)(cos θn P 为勒让德多项式，)(cos θm n P 为缔合勒让德函数，n J 为n 级带谐系数，m n C 和m
n S 称为n 级m 阶的田谐系数。
（1）如果考虑对于旋转轴对称的问题，推导其中与地球形状直接有关的重要参数2J ：
22Ma A C J -=
上式A 、C 分别为相对于x 、z 轴的转动惯量。（10分）
（2）进一步推导如下的克莱罗（Clairaut ）扁球体方程：)sin 1(2φα-=a r ，其中地球扁率
GM R J 22322ωα+=，R 为平均地球半径，ω为地球旋转角速度，φ为地心纬度。（10分）
8、 9、 假定岩石层的密度为ρ保持不变，其均衡补偿深度为T 。试对一个深度为d ，密度为w ρ的海洋水柱
体，求普拉特（Pratt ）均衡假说中的密度变化及爱里
（Airy ）均衡假说中的山根深度。（10分）
10、简要介绍古地磁学的基本原理与工作方法。（10分）
1. When a bell is struck with a hammer, it vibrates freely at a number of natural frequencies. The combination of natural oscillations that are excited gives each bell its particular sonority. In an analogous way, the sudden release of energy in a very large earthquake can set the entire Earth into vibration, with natural frequencies of oscillation that are determined by the elastic properties and structure of the Earth’s interior. The free oscillations involve three-dimensional defo rmation of the Earth’s spherical shape and can be quite complex. Before discussing the Earth’s free oscillations it is worth reviewing some concepts of vibrating systems that can be learned from the one-dimensional excitation of a vibrating string that is fixed at both ends. Any complicated vibration of the string can be represented by the superposition of a number of simpler vibrations, called the normal modes of vibration. These arise when travelling waves reflected from the boundaries at the ends of the string interfere with each other to give a standing wave. Each normal mode corresponds to a standing wave with frequency and wavelength determined by the condition that the length of the string must always equal an integral number of half-wavelengths (Fig. 3.16).As well as the fixed ends, there are other points on the string that have zero displacement; these are called the nodes of the vibration. The first normal (or fundamental)mode of vibration has no nodes. The second normal mode (sometimes called the first overtone) has one node; its wavelength and period are half those of the fundamental mode. The third normal mode (second overtone) has three times the frequency of the first mode, and so on.Modes with one or more node are called higher-order modes. 当用一把锤子敲击一个钟时，钟会以一系列的固有频率自由的颤动。被激 发的固有震动的联合给每个一钟独特的音响。与此相似，在一个大地震中能量 的突然释放可以使整个地球颤动，这种颤动的固有频率决定于弹性性质和地球 内部的结构。自由振荡涉及地球球面形状的三维变形，可能相当复杂。在讨论 地球的自由振荡之前，有必要回顾一下振动系统的一些概念，这些概念可以从 两端固定的一维振动的激发中学习。 弦的任何复杂的弦振动都可以用一些简单振动的叠加来表示，称为简正振动。当从两端的边界反射出的行波相互干涉以产生驻波时，就会产生这种现象。 每一个简正模态对应于一个驻波，它的频率和波长取决于长度必须等于半波长的 整数的弦（图3.16)。在弦上还存在一些除固定端外的具有零位移的其他点，这 些被称为振动的节点。第一个简正（或基本）模态振动没有节点。第二个简正 模态（有时称为第一谐波）有一个节点，它的波长和周期是基态的一半。第三 个简正模态（第二谐波）的频率是第一模态的三倍，一个或多个节点的模态称 为高阶模态。 2. Explanation of nouns (20points) surface wave（面波）：沿界面及界面一定深度范围内传播的一类地震波，振幅随 深度增加而衰减，能量集中在介质分界面并沿分界面传播，包括瑞利波，勒夫 波和斯通利波。dispersion（频散）：面波速度随着周期（或频率）而变化而 变化，成为面波频 散。在记录中面波是很多列波的叠加，随着到时的先后，各相位的周期逐渐改变。 第1页共7页
地球物理学基础复习资料 绪论 一．地球物理学的概念，研究特点和研究内容 它是以地球为研究对象的一门应用物理学，是天文学，物理学与地质学之间的 边缘学科。 地球物理学应用物理学的原理和方法研究地球形状，内部构造，物质组成及其 运动规律，探讨地球起源，形成以及演化过程，为维护生态环境，预测和减轻地球 自然灾害，勘探与开发能源和资源做出贡献。包扩地震学，地磁学，地电学，重力 学，地热学，大地测量学，大地构造物理学，地球动力学等。 研究特点：1.交叉学科地球物理学由地质学和物理学发展而来，随着学科 本身的发展，它不断产生新的分支学科，同时促进了各分支学科的相互交叉，加 强了它与地球科学各学科之间的联系。2.间接性都是通过观测和研究物理场的 信息内容实现地质勘查目标，研究的不是地质体本身，而是其物理性质。3 多解 性正演是唯一的，而反演存在多解。不同的地质体具有不同的物理性质，但产 生的物理场可能相同。不同的地质体具有相近的物理性质，由于观测误差，物理 场的观测不完整以及物理场特点研究不够，产生多解。不同的地质体具有相同的 物理性质，即使知道了地质体的物性分布，也无法确定其地质属性。 地球物理学的总趋势：多学科综合和科学的国际合作。 二．地球物理学各分支所依据的物理学原理和研究的物性参数。 地震学：波在弹性介质中的传播。地震体波走时，面波频散，自由振荡的本征 谱特征 重力学：牛顿万有引力定律。地球的重力场和重力位 地磁学：麦克斯韦电磁理论。地磁场和地磁势。 古地磁学：铁磁学。岩石的剩余磁性。 地电学：电磁场理论。天然电场和大地电场 地热学：热学规律，热传导方程。地球热场，热源。 第一章太阳系和地球 一．地球的转动方式。 1.自转地球绕地轴的一种旋转运动，方向自西向东，转速并非完全均匀，有微小变化。 2.公转地球绕太阳以接近正圆的椭圆轨道旋转的运动。 3.平动地球随整个太阳系在宇宙太空中不停地向前运动。 4.进动地球由于旋转，赤道附近向外凸出，日月对此凸出部分的吸引力使地 轴绕黄轴转动，方向自东向西。这种在地球运动过程中，地轴方向发生的运动即 为地球的进动。 5.章动。地轴在空间的运动不仅仅是沿一平滑圆锥面上的转动，地轴还以很小 的振幅在锥面内,外摆动，地球的这种运动叫章动。 二．地球的形状及影响因素。 地球为一梨形不规则回转椭球体。 影响因素：1.地球的自引力---正球体；2.地球的自转----标准扁球体；3.地球内 部物质分布不均匀--不规则回转椭球体
学科：理学 一级学科代码：0708 一级学科名称：地球物理学 专业解析 地球物理学是一门融入了物理学、地质学、大气科学、海洋科学和天文学多个学科的交叉学科。 它是运用物理学的基本原理和方法、利用先进的电子和信息技术观测各种地球物理场，探索地球内部奥秘，研究相关的各种自然灾害，从而改善人类生存环境，为预防及减轻自然灾害所带来的损失，也为人类的太空活动提供空间环境保证。比如地球内部的温度分布，地磁场的起源、架构和变化，大陆地壳大尺度的特征诸如断裂、大陆缝合线和大洋中脊等都是该专业所研究的内容。随着科技的发展，地球物理学的研究范围逐渐延伸到地球大气层的外部的现象，例如电离层电机效应、极光放电和磁层顶电流系统，甚至延伸到其他行星及其卫星的物理性质。 北京大学：固体地球物理学是一门从物理学的角度研究地球内部及其周围环境的科学。其研究历史可追溯到牛顿和开尔文等物理学家的研究工作。由于计算机技术、计算数学和地球物理观测及实验技术的飞速发展，固体地球物理学现在成为地球科学研究中的一支生力军。其研究内容涉及地球本体的各种物理场。目的是认识与探索地球内部奥秘（例如其物质组成及演化规律等），发现地球内部的各种物理过程并揭示其规律。在此基础上为优化和改善人类生存环境，为预防及减轻自然灾害，为探测和开发国民经济建设中急需的能源及资源提供新理论、新方法和新技术。 本专业创建于1956年，在全国同类专业中历史最悠久。四十年来培养了大批从事地球物理学及相关学科研究工作的高级科技人才及管理人才。他们中有些已经成为科学院院士，有些在国家的重要科研与行政部门担任高级领导职务，还有相当一部分在国外著名大学与研究机构从事科研和教学。 本专业是国家固体地球物理学的硕士与博士培养基地，师资力量雄厚。教授、副教授9名，高级工程师2名，教师队伍年轻、精干，并与国外著名大学和研究机构有着密切的联系及良好的合作关系。本专业注重培养大学生具有坚实的数学、物理基础，深厚的外语与计算机知识，了解并掌握现在地球物理学的基础知识。固体地球物理学的学科特点决定了本专业毕业的学生不仅具有很强的从事现代地球物理科学研究的能力，而且能适应现代社会多方面工作的需要，能够成为一代新型的科技与管理人才。
一级学科，特指高等院校里的学科分类。一级学科是学科大类,二级学科是其下的学科小类.比如,传统的中国语言与文学/中文是一级学科,而具体到下面的中国古代文学,中国现当代文学,比较文学,文艺学以及语言方面的专业都是二级学科. 概述: 我国高等学校本科教育专业设置按“学科门类”、“学科大类（一级学科）”、“专业”（二级学科）三个层次来设置。 按照国家1997年颁布《授予博士、硕士学位和培养研究生的的学科、专业目录》，分为哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、农学、医学、军事学和管理学12大门类，每大门类下设若干一级学科，如理学门类下设数学、物理、化学等12个一级学科。 一级学科再下设若干二级学科，如数学下设基础数学、计算数学等5个二级学科。博士、硕士学位就授至二级学科，一般意义上的博硕士点数指的就是可以授予博士和硕士学位的二级学科的数目。 所谓获得一级学科博士学位授权，即是指在这个一级学科下的所有二级学科都有博士学位授予权，也就意味着，一个学生只要选择了这个学科中的任何一个专业，进了校门就可以从本科一直念到博士。这能反映出一个大学或科研院所在这个学科的实力和水平。但要看这个学科是否全国领先，就要看它里面的二级学科有没有国家重点学科以及重点学科的多少。 一级学科是学科大类,用四位码表示，例如：0101哲学。 二级学科是其下的学科小类，用六位码表示，例如：010103外国哲学。 【注】二级学科无法申请成为一级学科，但是可以申请成为硕士和博士学位授予点，而一级学科一旦申请成功，其下的所有二级学科都可申请成为博士学位授予点。 【注】2011年，国务院学位委员会决定，在文学门类下“蛰伏”多年的艺术学独立门户，升级为门类，成为哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、农学、医学、军事学、管理学之后的第13大类学科。 学科门类及所设一级学科、二级学科 01 哲学 0101一级学科：哲学 010101 马克思主义哲学 010102 中国哲学 010103 外国哲学 010104 逻辑学 010105 伦理学 010106 美学 010107 宗教学 010108 科学技术哲学 02 经济学 0201 一级学科：理论经济学 020101 政治经济学 020102 经济思想史 020103 经济史 020104 西方经济学
840-《地球物理学基础》考试大纲 一、试卷满分及考试时间 试卷满分为150分，考试时间为180分钟。 二、试卷的内容结构 地震学 60％ 地磁学 40％ 三、试卷的题型结构 填空题 20％ 分析题 80％ 四、考察的知识及范围 1、地震学 正确理解地震烈度、震级、地震频度、震中距、震源、震中、波阵面、射线、入射角、出射角、视入射角、视出射角、费马原理、球对称介质、本多夫定律、SNELL定律、高速层、低速层、正演、反演、传播速度、质点振动的位移、质点振动的速度和加速度、面波频散、相速度和群速度等概念。 在无源的情况下，建立无限均匀弹性介质中的波动方程及其解，掌握均匀平面波，非均匀平面波以及球面波之间的关系、矢量场分解及其运算，球面波的分解。掌握平面波在介质表面的折射和反射，非均匀平面波叠加形成面波的理论基础，以及自由表面瑞利面波和勒夫面波的频散特性。
以几何地震学为基础，分析近震射线及走时方程，建立首波的形成相关概念及波阵面方程。分析球对称介质中的射线特征与走时曲线的关系，确定地球内部速度分布的公式。 地震学以观测为基础，应了解地震仪的主要组成及工作原理，掌握摆的固有运动与地面运动之间的关系。另外，掌握地方震、近震、远震的射线传播路径、以及各类震相的运动学和动力学特征，学会识别简单的震相，以及利用地震记录定性判地震类别。再次，在测震学中，震级标定和用一个台或三个以上台进行地震定位是必须掌握的内容之一。 2、地磁学 地磁场的构成、地磁标势的通解、高斯系数的确定方法、高斯分析的本质内容；主磁场的起源、分布特点、西向漂移，磁极、地磁极；地壳磁异常特征、地磁异常的正演和反演、海底磁异常特征、居里温度；影响地磁场变化的因素、变化磁场的分类、地磁指数、Sq傅里叶系数确定球谐系数、典型磁暴的发展过程。
教育部学科门类分类、一级学科、二级学科目录二位码为学科门类四位码为一级学科六位码为二级学科 01 哲学 0101 一级学科：哲学 010101 马克思主义哲学 010102 中国哲学 010103 外国哲学 010104 逻辑学 010105 伦理学 010106 美学 010107 宗教学 010108 科学技术哲学 02 经济学 0201 一级学科：理论经济学 020101 政治经济学020102 经济思想史 020103 经济史020104 西方经济学 020105 世界经济020106 人口、资源与环境经济学 0202 一级学科：应用经济学 020201 国民经济学020202 区域经济学 020203 财政学020204 金融学 020205 产业经济学☆020206 国际贸易学 020207 劳动经济学020208 统计学 020209 数量经济学020210 国防经济 03 法学 0301 一级学科：法学 030101 法学理论030102 法律史 030103 宪法学与行政法学030104 刑法学 030105 民商法学（含：劳动法学、社会保障法学）
030106 诉讼法学030107 经济法学 030108 环境与资源保护法学030108 环境与资源保护法学030110 军事法学 0302 一级学科：政治学 030201 政治学理论030202 中外政治制度 030203 科学社会主义与国际共产主义运动 030204 中共党史（党的学说与党的建设） 030205 马克思主义理论与思想政治教育 030206 国际政治030207 国际关系 030208 外交学 注：0300206 行政学（部分）调至公共管理 0303 一级学科：社会学 030301 社会学030302 人口学 030303 人类学030304 民俗学（含：中国民间文学）0304 一级学科：民族学 030401 民族学030402 马克思主义民族理论与政策030403 中国少数民族经济030404 中国少数民族史030405 中国少数民族艺术 04 教育学 0401 一级学科：教育学 040101 教育学原理040102 课程与教学论 040103 教育史040104 比较教育学 040105 学前教育学040106 高等教育学 040107 成人教育学040108 职业技术教育学 040109 特殊教育学040110 教育技术学 0402 心理学 040201 基础心理学040202 发展与教育心理学 040203 应用心理学 0403 体育学 040301 体育人文社会学040302 运动人体科学 （可授教育学、理学、医学学位） 040303 体育教育训练学040304 民族传统体育学 05 文学 0501 一级学科：中国语言文学 050101 文艺学050102 语言学及应用语言学 050103 汉语言文字学050104 中国古典文献学
一、名词解释 1地震勘探：是以不同岩石、矿石间的弹性差异为基础，通过观测和研究地震波 在地下岩石中的传播特性，以实现地质勘查目标的一种研究方法。 2震动图：用μ～t 坐标系统表示的质点振动位移随时间变化的图形称为地震波 的震动图。 3波剖面图：某一时刻 t 质点振动位移μ随距离 x 变化的图形称之为波剖面图。 4时间场：时空函数所确定的时间 t 的空间分布称为时间场。 5等时面：在时间场中，如果将时间值相同的各点连接起来，在空间构成一个面，在面中任意点地震波到达的时间相等，称之为等时面。 6横波：弹性介质在发生切变时所产生的波称之为横波，即剪切形变在介质中传 播又称之为剪切波或 S 波。 7纵波：弹性介质发生体积形变（即拉伸或压缩形变）所产生的波称为纵波，又 称压缩波或 P 波。 8频谱分析：对任一非周期地震阻波进行傅氏变换求域的过程。 9波前面：惠更斯原理也称波前原理，假设在弹性介质中，已知某时刻 t1波前面上的各点，则可把这些点看做是新的震动源，从 t 1时刻开始产生子波向外传播， 经过t 时间后，这些子波波前所构成的包拢面就是t1＋ t 时刻的新的波前面。 10视速度：沿观测方向，观测点之间的距离和实际传播时间的比值，称之为视 速度。 V* 11观测系统 :在地震勘探现场采集中，为了压制干扰波和确保对有效波进行√× 追踪，激发点和接收点之间的排列和各排列的位置都应保持一定的相对关系，这种激发点和接收点之间以及排列和排列之间的位置关系，称之为观测系统。
12水平叠加：又称共反射点叠加或共中心点叠加，就是把不同激发点不同接收 点上接收到的来自同一反射点的地震记录进行叠加。 13时距曲线：一种表示接收点距离和地震波走时的关系曲线，通常以接收点到 激发点的距离为横坐标，地震波到达该接收点的走时为纵坐标。 14同向轴：在地震记录上相同相位的连线。 15波前扩散：已知在均匀介质中，点震源的波前为求面，随着传播距离的增大， 球面逐渐扩展，但是总能量保持不变，而使单位面积上的能量减少，震动的振幅将随之减小，这称之为球面扩散或波前扩散。 二、判断题 1．视速度小于等于真速度。× 2．平均速度大于等于均方根速度。× 3.仅在均匀介质时，射线与波前面正交。× 4.纵波和横波都是线性极化波。× 5.地震子波的延续时间长度同它的频带宽度成正比。× 6.倾斜界面情况下，折射波上倾方向接收时的视速度等于下倾方向的视速度。× 7.折射波时距曲线是通过原点的直线，视速度等于界面速度。× 12．瑞雷面波是线性极化波。× 8.折射波的形成条件是地下存在波阻抗界面。× 9.对水平多层介质，叠加速度是均方根速度。√ 10.从各个方向的测线观测到的时距曲线极小点位置，一般可以确定反射界面的 大致倾向。√ 11.相遇观测系统属于折射波法的观测系统√
学科 学科 第一种含义是：学术的分类。指一定科学领域或一门科学的分支。如自然科学中的化学、生物学、物理学；社会科学中的法学、社会学等。学科是与知识相联系的一个学术概念，是自然科学、社会科学两大知识系统（也有自然、社会、人文之三分说）内知识子系统的集合概念，学科是分化的科学领域，是自然科学、社会科学概念的下位概念。学科的第二种含义：指高校教学、科研等的功能单位，是对高校人才培养、教师教学、科研业务隶属范围的相对界定。学科建设中“学科”的含义侧重后者，但与第一个含义也有关联。 目录 基本信息 释义 学科分类 英文解释 专业与学科 学科与专业的关系 历史上的学科解释 科目以及比喻 基本信息 释义 学科分类 英文解释 专业与学科 学科与专业的关系 历史上的学科解释 科目以及比喻 ?分类 ?我国学科 ?
基本信息 【词语】：学科 【注音】：xué kē 释义 国家标准GB-T13735-92依据学科研究对象、研究特征、研究方法、学科的派生来源、研究目的、目标等五个方面对学科进行分类，分成A自然科学、B农业科学、C 医药科学、D工程与技术科学、F人文与社会科学五个门类，下设一、二、三级学科，共有58个一级学科。据统计，当今自然科学学科种类总计约近万种。 另一种统计(到20世纪80年代)，在中观层次上已发展出约5500门学科，其中非交叉学科为2969门，交叉科学学科总量达2581门，占全部学科总数的46.58%。学科分类 高校的学科分类有多种。 我国目前普通高校的研究生教育和本科教育的学科划分均为11大门类（哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、农学、医学、管理学）。 按1997年颁布的《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》，我国高校一级学科由原来的72个增加到88个，二级学科（学科、专业）由原来的654种减少到381种。 根据1998年国家教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录》，高校本科教育学科专业包括哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、农学、医学、管理学等11大学科门类，72个二级学科，249个专业。学科是高校的细胞组织。世界上不存在没有学科的高校，高校的各种功能活动都是在学科中展开的，离开了学科，不可能有人才培养，不可能有科学研究，也不可能有社会服务。 英文解释 [branch of learning；course；subject] 知识或学习的一门分科,尤指在学习制度中,为了教学将之作为一个完整的部分进行安排 专业与学科 专业，一般指高校或中等专业学校根据社会分工需要而划分的学业门类。实际上，专业有广义、狭义和特指三种解释。 广义的专业是指某种职业不同于其他职业的一些特定的劳动特点。
中科院研究生院硕士研究生入学考试 《地球物理学》考试大纲 本“地球物理学”考试大纲适用于中国科学院研究生院固体地球物理与地球动力学等专业的硕士研究生入学考试。“地球物理学”是相关学科专业的基础理论课程，它的主要内容包括地震学、重力与固体潮、地磁学、地热学及海底扩张与板块构造等部分。要求考生对其基本概念有比较深入的了解，掌握基本原理、方法及一般应用。 一、考试内容 （一）介质弹性与波动理论基础 1．弹性介质、应力与形变 2．弹性介质中的波动传播方程 3．弹性介质中的平面波与球面波 4．界面的影响 5．射线理论 （二）地震学基础 1．断层错动和地震波激发 2．地震仪与地震观测记录，地震的烈度、能量和震级 3．地震发震时间与震源位置的基本确定方法 4．地震体波的走时、振幅与理论地震图 5．球面层中地震体波的走时和地球内部基本构造 6．各种常见震相标示规则及其射线路径 7．地震面波的波动方程、频散方程和上地幔结构 8．地球的自由振荡 （三）地球势理论基础 1．地球重力位与地球形状 2．地球重力异常与地球内部构造 3．地球的固体潮 4．地球磁场的一般性质 5．岩石磁性与古地磁 6．地磁成因 7．地磁感应与地球内部的电导性 （四）热流与地球内部温度 1．热传导、热对流与热辐射 2．大地热流
3．热流方程的简单应用 4．地球内部温度 （五）大陆漂移、海底扩张和板块构造 1．大陆漂移与洋底扩张学说 2．板块构造与运动的基本理论与方法 3．地幔对流的基本理论 二、考试要求 （一）介质弹性与波动理论基础 1、了解并掌握地震波的弹性介质理论基础：弹性力学对介质的四个基本假定，应力与形变的基本定义，应力方程的推导过程以及包括杨氏模量与泊松比在内的五个弹性常数之间的相互关系； 2、熟练推导弹性介质中的波动传播方程，掌握纵波与横波的传播特征，了解其速度与密度及相关弹性常数的相互关系； 3、掌握弹性介质中的平面波与球面波的传播特征，特别是在简谐波情况下的振动与传播特征的异同； 4、了解界面的存在对入射纵（横）波、反射纵（横）波及折射纵（横）波的影响，并且掌握平面纵（横）波转播过程中折射系数与反射系数、转换系数的推导； 5、了解地震波射线理论中的费马原理，Snell定律，射线常数、本多夫定律、首波路径、首波临界角等基本概念。 （二）地震学基础 1、了解天然地震基本成因和断层错动激发地震波的基本概念；了解地震仪与地震观测记录的基本原理；了解地震烈度、能量和震级的基本定义；掌握地震发震时间与震源位置的测定原理与基本方法； 2、对于单个水平界面、单个倾斜界面及多层界面，掌握直达波、反射波与首波的走时方程的推导过程；掌握非匀速介质中迴折波参数方程形式的走时公式的推导，了解在不同速度分布函数的形式下，走时曲线的特征；了解平面层中体波的能量与振幅的关系并掌握在平面简谐波情况下的推导，了解直达波、迴折波、反射波与首波情况下，传播过程中的能量发散过程，以及自由界面对入射平面波的能量分配过程的影响等；简单了解地震体波的振幅受到哪些因素的影响以及利用广义射线理论求解理论地震图的基本原理； 3、掌握球面层中地震体波的射线参数方程与本多夫定律等的推导，不同的速率—深度分布曲线情况下对应的地震射线及其走时方程的推导，并了解正常及特殊情况下的走时曲线特征，掌握走时反演的古登堡方法与赫格罗兹—贝特曼—威歇特方法的一般原理与推导过程； 4、了解并掌握常用地震震相的标示规则及其传播过程中的射线路径、走时及振幅特征； 5、了解地震面波与地震体波在传播过程中的异同点，掌握洛夫波与雷利波的传播特征及在一些简单模型下的波动方程和频散方程；了解地震面波的频散方程及其所反映的地球内部构造，了解并掌握群速度与相速度的基本概念及其相互关系推导与计算方法；
中国地质大学研究生院 硕士研究生入学考试《地球物理学基础》考试大纲 一、试卷结构 简述题和论述题 二、考试大纲 1、地球的起源、运动与内部结构 考试内容：太阳系组成与演化、地球的转动与轨迹、地球的内部结构和地球内部的物质组成等方面内容。重点包括太阳系组成与演化、太阳系天体轨道特征、自转特征和质量与密度特征、地球的转动与轨迹、地球内部主要层圈结构（地壳、上地幔、过渡带、下地幔、内核及外地核）及其物理特征、地壳物质组成及洋壳和陆壳的区别以及上地幔、过渡带、下地幔、地核的物质组成及推测方法等问题。 2、地球的形状、密度及重力场 考试内容：地球重力、大地水准面与地球形状、正常重力场与重力异常、地壳均衡与重力均衡异常和潮汐作用与固体潮等方面的内容。重点包括地球重力场、地球的重力位、地球重力变化、重力等位面、大地水准面、地球的基本形状——标准椭球面、垂线偏差与高程异常、正常重力场、各种校正与重力异常、地壳均衡概念、均衡异常、潮汐作用、起潮力、重力固体潮等问题。 3、地球的磁场 考试内容：地球磁场及其构成、岩石磁性、地磁场起源假说、地球的变化磁场和古地磁学与地磁场变迁等方面内容。重点包括地磁要素、地磁要素发布特点、地磁偶极子场、基本磁场、磁异常、地球变化磁场三大类岩石磁性特征、自激发电机假说、地磁场成因的基本解释、地磁平静变化与扰动变化特征、岩石剩余磁性及其成因、古地磁学研究内容及方法、地磁极的漂移、地磁极的倒转等问题。 4、地球的电磁感应和电性结构 考试内容：地球电磁感应的物理基础、电磁感应与地球内部的电导率和地球深部电性结构特征等方面内容。重点包括地球电磁感应的物理基础、地球内部电磁场的来源、球体问题与平面问题、基本方程——麦克斯韦方程组、谐波场方程、趋肤深度、天然场源电磁感应、人工场源电磁感应、地球内部的电导率分特征。 5、地球内部热状态与地热场特征 考试内容：热场概念与岩石热物理特征、地球内部的热源与大地热流、地球内部的温度分布和地球的热历史等方面内容。重点包括地热场与热流密度概念、岩石热导率/比热/热扩散率/生热率、岩石热传递形式、地球原始温度、放射性生热、其它热源、大地热流值及其分布特征、地壳-地幔-地核温度分布规律、地球的热能源与耗损、地球的增温与约束等问题。 6、地球内部的地震波场 考试内容：地震与介质的弹性性质、地震波及其特征、地震体波的传播、地震面波及其特征、
地球物理学 科技名词定义 中文名称： 地球物理学 英文名称： geophysics 定义： 研究地球大气圈、水圈及固体部分物理性质和变化过程的科学。 应用学科： 大气科学（一级学科）；应用气象学（二级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 求助编辑百科名片 地球物理学（geophysics）是地球科学的主要学科，用物理学的方法和原理研究地球的形成和动力，研究范围包括地球的水圈和大气层。地球物理学研究广泛系列的地质现象，包括地球内部的温度分布；地磁场的起源、架构和变化；大陆地壳大尺度的特征，诸如断裂、大陆缝合线和大洋中脊。现代地球物理学研究延伸到地球大气层外部的现象(例如，电离层电机效应〔ionospheric dynamo〕、极光放电〔auroral electrojets〕和磁层顶电流系统〔magnetopause current system〕)，甚至延伸到其他行星及其卫星的物理性质。 目录 简介 专业概况 培养目标 培养要求 专业特色 与各个学科关系 分类 研究内容 应用 学科历史及发展 简介 专业概况 培养目标 培养要求 专业特色 与各个学科关系 分类 研究内容 应用 学科历史及发展 展开
编辑本段简介 地球物理学的很多问题与天文学的相似，因为研究对象很少能直接观察，结论应当说主要是根据物理测量的数学解释而得出的。这包括地球重力场测量，在陆地和海上用重力测量仪，在空间则用人造卫星；还包括行星磁场的磁力测量；又包括地下地质构造的地震测量，这用地震或人工方法产生的弹性反射波和弹性折射波来进行(参阅seismic survey)。 用地球物理技术来进行的研究，证明在为支持板块构造学(plate tectonics)理论提供证据方面是极其有用的。例如，地震学资料表明，世界地震带标示出了组成地球外壳 地球物理学研究范畴 的巨大刚性板块的边界，而古地磁学研究的发现，又使得追索地质历史时期大陆的漂移成为可能。 编辑本段专业概况 主干学科：地质学、物理学、数学、计算机技术 主要课程：地球物理学(地震学、重力学、地磁学、地电学)、地球物理观测、地球物理数据处理、地球物理正反演、地球物理资料解释、地质学、连续介质力学、计算机及信息处理等 主要实践性教学环节：包括主要课程的实验和实习、野外地质实习、毕业实习等，一般安排6周～12周。 修业年限：四年 授予学位：理学学士 相近专业：地质学、勘查技术与工程、资源勘查工程 地球物理学研究范畴 开设院校：云南大学吉林大学中国地质大学长江大学中国石油大学中国科学技术大学(五年) 北京大学同济大学成都理工大学武汉大学
绪论 一.地球物理学的概念，研究特点和研究内容 它是以地球为研究对象的一门应用物理学，是天文学，物理学与地质学Z间的边缘学科。 地球物理学应用物理学的原理和方法研究地球形状，内部构造，物质组成及其运动规律，探讨地球起源，形成以及演化过程，为维护生态环境，预测和减轻地球自然灾害，勘探与开发能源和资源做出贡献。包扩地震学，地磁学，地电学，重力学，地热学，大地测量学，大地构造物理学，地球动力学等。 研究特点：1?交叉学科地球物理学由地质学和物理学发展而来，随着学科本身的发展，它不断产生新的分支学科，同时促进了各分支学科的相互交叉，加强了它与地球科学各学科之间的联系。2.间接性都是通过观测和研究物理场的信息内容实现地质勘查目标，研究的不是地质体本身，而是其物理性质。3多解性止演是唯一的，而反演存在多解。不同的地质体具有不同的物理性质，但产生的物理场可能相同。不同的地质体具有相近的物理性质，由于观测误差，物理场的观测不完整以及物理场特点研究不够，产生多解。不同的地质体具有相同的物理性质，即使知道了地质体的物性分布，也无法确定其地质属性。地球物理学的总趋势：多学科综合和科学的国际合作。二?地球物理学各分支所依据的物理学原理和研究的物性参数。 地震学：波在弹性介质屮的传播。地震体波走时，而波频散，自由振荡的本征谱特征重力学：牛顿万有引力定律。地球的重力场和重力位 地磁学：麦克斯韦电磁理论。地磁场和地磁势。 占地磁学：铁磁学。岩石的剩余磁性。 地电学：电磁场理论。天然电场和大地电场 地热学：热学规律，热传导方程。地球热场，热源。 第一章太阳系和地球 一?地球的转动方式。 1?自转地球绕地轴的一种旋转运动，方向自西向东，转速并非完全均匀，冇微小变化。 2.公转地球绕太阳以接近正圆的椭圆轨道旋转的运动。 3?平动地球随整个太阳系在宇宙太空屮不停地向前运动。 4?进动地球曲于旋转，赤道附近向外凸出，口月对此凸出部分的吸引力使地轴绕黄轴转动，方向门东向曲。这种在地球运动过程中，地轴方向发生的运动即为地球的进动。 5. 章动。地轴在空间的运动不仅仅是沿一平滑圆锥面上的转动，地轴还以很小的振幅在锥面内,外摆动，地球的这种运动叫章动。 二.地球的形状及影响因索。 地球为一梨形不规则回转椭球体。 影响因素：1?地球的自引力…正球体；2?地球的自转■…标准扁球体；3.地球内部物质分布不均匀-不规则冋转椭球体
《勘探地球物理学基础》习题解答 第一章 磁法勘探习题与解答（共8题） 1、什么是地磁要素？它们之间的换算关系是怎样的？ 解答：地磁场T 是矢量，研究中令x 轴指向地理北，y 轴指向地理东，z 轴铅直向下。地磁场 T 分解为：北向分量为X ，东向分量为Y ，铅直分量为Z 。 T 在xoy 面内的投影为水平分量H ，H 的方向即磁北方向，H 与x 的夹角（即磁北与地理北的夹角）为磁偏角D （东偏为正），T 与H 的夹角为磁倾角I （下倾为正）。X 、Y 、Z ，H 、D 、I ，T 统称为地磁要素。它们之间的关系如图1-1。 图1-1 地磁要素之间的关系示意图 各要素间以及与总场的关系如下： 222222T H Z X Y Z =+=++， c o s X H D =， sin Y H D =? cos H T I =?， s i n Z T I =?， t a n /I Z H =， a r c t a n (/I Z H = tan /D Y X =， a r c t a n (/D Y X = 2、地磁场随时间变化有哪些主要特点？ 解答：地磁场随时间的变化主要有以下两种类型：（1）地球内部场源缓慢变化引起的长期变化；（2）地球外部场源引起的短期变化。 其中长期变化有以下两个特点： 磁矩减弱：地心偶极子磁矩正在衰减，导致地磁场强度衰减（速率约为10～
20nT/a）。 磁场漂移：非偶极子的场正在向西漂移。（且是全球性的，但快慢不同，平均约0.2o/a）。 短期变化有以下两个特点： 平静变化：按一定的周期连续出现，平缓而有规律，称为平静变化。地磁场的平静变化主要指地磁日变。 扰动变化：偶然发生、短暂而复杂、强弱不定、持续一定的时间后就消失，称为扰动变化。地磁场的扰动变化又分为磁暴和地磁脉动两类。 3、地磁场随空间、时间变化的特征，对磁法勘探有何意义？ 解答：在实际磁法勘探中，一般工作周期较短，主要关心的是地磁场的短期变化，即地磁日变化、磁暴以及地磁脉动。 在高精度磁测中，地磁日变化是一种严重干扰，一般在地面磁测、航空磁测过程中设有专用仪器进行地磁日变观测，以便进行相应的校正，称为日变改正。但在海上磁测时，为了提高测量精度必须提出相应的措施，消除其日变干扰场。 在强磁暴期间，应该暂停野外磁测工作，避免那些严重的地磁扰动覆盖在地质体异常之上。 地磁脉动可以在具有高电导率的地壳层中产生感应大地电磁场，可以作为磁测的激发场。通过测量其大地电流，可以确定地壳层的电导率及其厚度等，以解决某些地质、地球物理问题。 4、了解各类岩石的磁性特征对磁法勘探的有什么意义？ 解答：磁法勘探是以地壳中不同岩（矿）石间的磁性差异为基础，通过观测和研究天然磁场及人工磁场的变化规律，用以查明地质构造和寻找有用矿产的地球物理勘探方法。因此，在磁法勘探前必须了解各类岩（矿）石的磁性参数，以分析总结工作区是否具备磁法勘探的工作前提，为工作方法的选择提供依据；另外，了解工作区各类岩（矿）石的磁性差异、差异大小、分布规律以及成因也是磁法勘探工作的布置和磁测成果资料的解释的重要依据。
《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》(1997年颁布) 一、《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》(1997年颁布)，是国务院学位委员会学科评议组审核授予学位的学科、专业范围划分的依据。同时，学位授予单位按本目录中各学科、专业所归属的学科门类，授予相应的学位。培养研究生的高等学校和科研机构以及各有关主管部门，可以参照本目录制订培养研究生的规划，进行招生和培养工作。 二、本目录是在1990年10月国务院学位委员会和国家教育委员会联合下发的《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》(以下简称原目录)的基础上经过多次征求意见、反复论证修订的。修订的主要原则是∶科学、规范、拓宽；修订的目标是:逐步规范和理顺一级学科，拓宽和调整二级学科。 本目录与原目录相比，有如下变化∶增加了管理学学科门类，授予学位的学科门类增加到12个；一级学科由原来的72个增加到89个，二级学科(学科、专业)由原来的654种调整为386种。各学科门类的学科、专业设置情况是∶哲学，1个一级学科，8种学科、专业；经济学，2个一级学科，16种学科、专业；法学，5个一级学科，31种学科、专业；教育学，3个一级学科，17种学科、专业；文学，4个一级学科，29种学科、专业；历史学，1个一级学科，8种学科、专业；理学，12个一级学科，50种学科、专业；工学，32个一级学科，113种学科、专业；农学，8个一级学科，27种学科、专业；医学，8个一级学科，54种学科、专业；军事学，8个一级学科，19种学科、专业；管理学，5个一级学科，1 4种学科、专业。 三、本目录中有16个二级学科带"(含∶)"，括号中的内容是对二级学科所包含内容的强调或补充，其学位授权和研究生培养除医学门类中有关学科按括号中的内容进行外，其它学科均按二级学科进行。"科学技术史(分学科)"、"中国少数民族语言文学(分语族)"，其学位授权点的审核、授权和研究生培养按括号中限定的学科范围进行。 四、本目录中部分学科、专业注明可授不同学科门类的学位，此类学科、专业授予学位的学科门类由学位授予单位的学位评定委员会决定。 五、本目录中学科门类、一级学科和二级学科(学科、专业)的代码分别为二位、四位和六位阿拉伯数字。 01 哲学 0101 哲学 010101 马克思主义哲学 010102 中国哲学 010103 外国哲学 010104 逻辑学 010105 伦理学 010106 美学 010107 宗教学 010108 科学技术哲学
学科分类 哲学 0101 一级学科：哲学[1] 010101 马克思主义哲学 010102中国哲学 010103外国哲学 010104逻辑学 010105伦理学 010106美学 010107宗教学 010108 科学技术哲学 经济学 0201一级学科：理论经济学020101政治经济学 020102经济思想史 020103 经济史 020104西方经济学 020105世界经济 020106 人口、资源与环境经济学0202一级学科：应用经济学020201 国民经济学 020202区域经济学 020203财政学 020204金融学 020205产业经济学☆ 020206国际贸易学 020207劳动经济学 020208统计学 020209数量经济学 020210国防经济 法学 0301一级学科：法学[2] 030101法学理论 030102法律史 030103宪法学与行政法学 030104刑法学 030105民商法学（含：劳动法学、社会保障法学） 030106 诉讼法学 030107经济法学 030108 环境与资源保护法学 030109国际法学 030110军事法学 0302 一级学科：政治学 030201政治学理论 030202中外政治制度 030203 科学社会主义与国际共产主义运动 030204中共党史（党的学说与党的建设） 030205 马克思主义与思想政治教育 030206国际政治 030207国际关系 030208外交学 注：0300206 行政学（部分）调至公共管理 0303 一级学科：社会学 030301社会学 030302 人口学 030303 人类学
2005-2006年度《地球物理学基础》课程期中考试试题（课堂闭卷） 2005年11月15日上午10:00—11:40 （B 卷） 一、 中英文互译（每小题1分，共10分） 1、 地震活动性 6、Body Wave Propagation 2、 走时曲线 7、Surface Wave Motions 3、 P 波初动解 8、Input Seismic Signal 4、 弹性回跳理论 9、Subduction Zone 5、 地震矩张量 10、Earthquake Focal Mechanisms 二、 名词解释（每小题2分，共10分） 1、 康拉德界面 2、 地震影区 3、 应力与应变 4、 地震首波 5、 相速度与群速度 三、判断下述问题是否正确（每小题2分，共20分） 1、 波场在自由表面满足的边界条件为速度为零、位移为零。 2、 岩石层（圈）包括地壳与固态上地幔部分。 3、 弹性回跳理论是地震学家基于对1906年的旧金山地震研究后提出的。 4、 平行层状（多层）半空间介质中的LOVE 面波没有频散。 5、 P 波初动解同时描述了震源的拉伸压缩与剪切错动作用。 6、 地球的椭率产生了地球自由振荡的简并频率分裂。 7、 上地幔低速层导致P 与S 波存在震中距约108o 到140o 的影区。 8、 哥白尼的主要贡献在于修改了地球中心说为太阳中心说。 9、 地球的环形振荡并不引起地球体积的变化。 10． SV 波入射到自由表面只有SV 反射波。 四、画出下列各种震相从一个震源（震源深度为600公里）发射出而被地表地震观测台站接 收到的传播路经示意图：pS 、SSP 、ScP 、PKJKP 、PP 。（5分） 五、以P 波入射为例，根据水平分界面上的Snell 定律，推导球对称地震波速度分布下球面分 界面的Snell 定律。（5分） 六、画图示意下列各种震动激发的弹性介质内质点运动：P 波，SV 波、平板内传播的LOVE 波、020S 型自由振荡及230T 型自由振荡（10分） 七、简述反射地震学中进行反射地震资料处理的若干步骤。（10分） 八、推导以μ/K 和v p /v s 表示泊松比υ的表达式，这里K 为体积弹性模量，μ为剪切弹性模 量，v p 与v s 分别是地震纵波与地震横波的速度。（15分） 九、假设一个均匀的弹性平板，其上下界面分别为0=z 和h z =，求解此时LOVE 波传播的 频散方程，并讨论其频散特性。（15分）