第四章地磁学
两千年前，我们祖先发现天然磁石的吸铁性和指极性。“阿房前殿，以木兰为梁，磁石为门，怀刃者止之。”
《梦溪笔谈》（沈括，1031－1095）中写道：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”；北宋时已将指南针用于航海（“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，隐晦则观指南针”－《萍洲可谈》）；我们古代关于磁铁性质的知识传入欧洲后，欧洲才开始对地球磁场的研究。
1640年，瑞典人受次尝试用罗盘寻找磁铁矿，开辟了利用磁场变化来寻找矿产的新途径。
1832年，高斯建立了地磁场的球谐分析方法，证实了关于地磁场起源于地球本身的论断，奠定了地磁场分析的理论基础.
相关现象表明，地球具有磁场，地球上岩石、矿石具有不同的磁性，可以产生不同的磁场，使地球磁场在局部地区发生变化，出现磁场异常。
地磁学主要研究地磁场空间分布和随时间变化的规律以及地磁场的组成、起源和应用。
二十世纪以来，利用地磁测量所发现的各种地磁异常的研究，证明它们与地壳的地质构造与磁性有关的矿产分布有密切的关系，即磁法勘探。
通过岩石及古代文物的磁性来研究史前与地质时期地磁场性质、特征，即古地磁学，对于地质构造运动、地层对比、地磁场长期变化以及地磁场起源等的研究具有重要意义，特别是在研究大陆漂移、海底扩张及全球构造体系—板块构造学说的树立起到了关键性作用。
19世纪20年代世界建立第一批地磁台，1870年，我们最早地磁台诞生（北京）；1957年，建立全国地磁台网。
第一节、地球磁场及其变化规律
一、地磁要素及其分布
磁偏角D
磁倾角I
总磁场强度T
垂直磁场强度Z
水平磁场强度H
水平X分量(北向)
水平Y分量(东向)
地磁场是空间和时间的函数，需要实际测量，实际测量方式：固定点上连续测量，即地磁
台；野外测点间断测量。地磁要素随时间变化，将不同时刻观测数据归算到某一特定日期（1月1日0时0分），称作通化。所成的地磁要素等值线图即为地磁图。
二、地磁场的组成
地磁场 = 基本磁场 + 变化磁场 + 磁异常
基本磁场：中心偶极子磁场和大陆磁场组成，来源地球内部，占地磁场主要部分(98%以上)。
变化磁场：主要指短期变化磁场，来源地球外部，占地磁场1%以下。
磁异常：主要指地壳浅部具有磁性的岩石或矿石所引起的局部磁场，它叠加在基本磁场之上。
测量地磁场中，研究对象所产生的磁场称作磁异常，其他部分称作正常场，或称背景场，也称基准场。
正常场和异常场是相对的概念。
三、变化磁场
平静变化：连续出现，比较有规律且有一定周期的变化，来源于电离层内长期存在的电流体系的周期性改变。包括太阳静日变化和太阴日变化。
扰动变化：偶然发生的、短暂而复杂的变化，由磁层结构、电离层中电流体系及太阳辐射等的变化引起。包括磁暴和地磁脉动。
地磁场常发生不规则的突然变化，叫磁扰，强度大的磁扰称为磁暴。磁暴是一种全球性效应。磁暴发生时，地磁场水平分量强度突然增加，垂直分量强度相对变化较小。磁暴可持续数天，幅度达数百至上千nT。
地磁脉动是一种短周期的地磁扰动，周期一般为(0.2-100)秒，振幅为0.01-10nT。
四、地磁场的起源
地磁场的起源问题至今仍是地球科学研究的重要问题之一。人们曾经提出过有关地磁场起源的各种假设，试图来解释地球基本磁场的起源，但是都不能得到满意的解释。
自激发电机效应假说：
1、液态地核内部由于温度梯度、或温差、压力差等原因产生涡旋运动，结果使地核成为良导电体；
2、由于地球绕轴自转所引起的回旋磁效应就存在一微弱初始磁场，能够引起再生效应；
3、地核电流体形成，通过感应方式电流自身形成的场又可以连续不断地再生磁场，从而增强了原来的磁场，由于地核电流体持续运动而不断提供能量。因而引起一种自激发电机效应。
五、地磁场的解析表示
地磁场的球谐分析方法是1833年由高斯首先提出，该方法表示全球范围地磁场的分布及其变化的一种数学方法。
1968年国际地磁和高空物理协会（IAGA）首次提出1965.0年代高斯球谐分析模式，并在1970年正式批准了这种模式，称为国际地磁参考场模型（IGRF）。它是由一组高斯球谐系数和年变系数组成的。它是地球基本磁场和长期变化场的数学模型；国际上规定每5年发表一次球谐系数，及绘制一套世界地磁图。
地磁场正常梯度值随地理坐标以及高度变化而变化。在较大面积范围进行地面及航空高精度磁测时，必须消除随地理坐标以及高度变化的影响，这种影响的校正叫正常梯度校正。六、小结
地磁要素及其分布规律
地磁场的组成
变化磁场
第二节岩(矿)石的磁性
地壳中岩石和矿体处在地球磁场中，从它们形成时起，就受其磁化而具有不同程度的磁性。
研究岩石磁性，目的是掌握岩石和矿物受磁化的原理，了解矿物与岩石的磁性特征及其影响因素，以便正确确定地磁学能解决的地质任务，以及对磁异常作出正确的地质解释。
有关岩石磁性的研究成果，也可直接用来解决某些基础地质问题，如区域地层对比，构造划分等。--古地磁学
一、表征磁性的物理量
磁化强度、磁化率、感应磁化强度、剩余磁化强度、总磁化强度
磁化强度：均匀无限磁介质，受外部磁场 H 作用，衡量物质被磁化程度的物理量。
к：物质磁化率
表征物质受磁化的难易程度，是无量纲的物理量，但к仍注以单位。
在SI制中: к单位注明为SI(к)，磁化强度单位为A/m;
在CGSM制中: к单位注明为CGSM(к)，磁化强度单位为CGSM(m)
两者关系 : 1 SI(к) = 1/(4π) CGSM(к)
感应磁化强度：位于岩石圈中的地质体，受到现代地磁场的磁化而具有的磁化强度
T ：地磁场总强度, к：岩矿石的磁化率, μ0 : 真空中的磁导率
剩余磁化强度：岩矿石在生成时，处在一定的条件下，受当时的地磁场磁化、成岩后经历漫长的地质年代，所保留下来的磁化强度，记为岩石的总磁化强度，由两部分组成：
二、物质的磁性
1、任何物质的磁性都是带电粒子运动的结果。分为抗磁性、顺磁性、铁磁性。
抗磁性:在外磁场H作用下，这类物质的磁化率为负值，且数值很小。抗磁性物质没有固有原子磁矩，受外磁场作用后，电子受到罗伦茨力，其运动轨迹绕外磁场旋进（拉莫尔旋进），此旋进产生附加磁矩，其方向与外磁场相反，形成抗磁性。
2、岩石的磁性:岩石的磁性与岩石中铁磁性矿物的有无、含量的多少，颗粒的大小及其分布情况直接有关。
沉积岩：磁性较弱。沉积岩的磁化率主要决定于副矿物(磁铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿等）的含量及成分。
火成岩：侵入岩的磁化率随岩石的基性增强而增大；超基性岩磁性最强，基性、中性岩次之；花岗岩建造的侵入岩，磁化率不高，喷发岩磁化率变化大；火成岩具有明显的天然剩磁。
变质岩：其磁性与原来基质有关，也与生成条件有关。
3、影响岩石磁性的主要因素:
（1）与铁磁性矿物含量关系：一般来说，岩石中铁磁性矿物含量愈多，磁性也愈强。
（2）与磁性矿物颗粒大小结构关系：当磁性矿物相对含量、颗粒大小都相同，颗粒相互胶结的比颗粒呈分散状者磁性强。
（3）与温度、压力的关系
三、岩石的剩余磁性
热剩余磁性(TRM)
碎屑剩余磁性(DRM)
化学剩余磁性(CRM)
粘滞剩余磁性(VRM)
等温剩余磁性(IRM)
热剩余磁性(TRM)：在恒定磁场作用下，岩
石从居里点以上温度逐渐冷却到居里点以下,在
这个过程中受磁化所获得的剩磁。强度大；稳定。
碎屑剩余磁性(DRM)：沉积物固积成岩后，
按其碎屑的磁化方向保留下来的磁性。强度正比于定向排列的磁性颗粒数目；比较稳定；强度小。
化学剩余磁性(CRM)：在一定磁场中，某些物质在低于居里温度的条件下，经过相变和化学过程所获得的剩磁。剩磁强度正比于外磁场；比较稳定；强度小。
粘滞剩余磁性(VRM)：岩石生成之后，长期处于地磁场作用下，原来走向排列磁畴驰豫到地磁场方向上，所形成的剩磁。强度与时间的对数呈正比；随温度增高强度增大。
等温剩磁(IRM)：在常温下，岩石受外部磁场作用（如闪电等）所获得的剩磁。不稳定。
原生剩磁: 热剩磁；碎屑剩磁；化学剩磁。
次生剩磁: 粘滞剩磁；等温剩磁。
火成岩剩磁成因：热剩磁是形成火成岩原生剩磁的原因。
沉积岩剩磁成因：沉积岩剩磁是通过沉积作用和成岩作用两个过程形成的，因而是碎屑剩磁和化学剩磁。
变质岩剩磁成因：变质岩的剩磁与其原岩有关，由火成岩变质生成的正变质岩，它可能有热剩磁。由沉积岩变质生成的副正变质岩，它可能有碎屑剩磁和化学剩磁。
四、小结
表征磁性物理量
磁化强度、磁化率、感应磁化强度、剩余磁化强度
总磁化强度
物质磁性
抗磁性、顺磁性、铁磁性
岩石剩余磁性
热剩磁、碎屑剩磁、化学剩磁、粘滞剩磁、等温剩磁
第三节磁力测量与资料整理
一、磁力仪
第一代磁力仪：利用永久磁铁与地磁场之间相互力矩作用原理，或者利用感应线圈加上辅助机械装置。机械式磁力仪、感应式航空磁力仪等。
第二代磁力仪：利用核磁共振特性（质子磁力仪）；利用高磁导率软磁合金材料（磁通门磁力仪），辅以复杂的电子线路。还有光泵磁力仪等。
第三代磁力仪：利用低温量子效应，超导磁力仪。
机械式磁力仪：悬丝式磁力仪、刃口式磁力仪。
电子式磁力仪：质子磁力仪、磁通门磁力仪、光泵磁力仪、超导磁力仪。
相对测量仪器：悬丝式磁力仪(?Z)、刃口式磁力仪(?Z、?H) 。
绝对测量仪器：质子磁力仪、磁通门磁力仪、光泵磁力仪、超导磁力仪等，（地磁场总强度T）
二、磁力测量
地磁绝对测量通常测定I、D、H三要素的绝对值，磁法勘探则是测定T的相对值。
测量方式：固定点上连续测量，即地磁台、野外测点间断测量，即磁法勘探、地面磁测、航空磁测、海洋磁测
北京地磁台(BJI)：
台站名称：北京地磁台/白家曈地球物理综合观测站
位置：北京市西郊白家曈,距离市区25Km，北纬 40.0度，东经 116.2度，海拔：69m 记录方向：D、H、Z
仪器：绝对观测
测量D、I仪器：标准磁力仪（Schmidt）、磁通门经纬仪（CTM-DI）、磁力仪（CJ6）
测量T仪器：质子旋进磁力仪（DTZ-2）
记录仪器：模拟记录：磁变仪（72型和Mating）
数字化：磁通门磁力仪（GM3），采样率：1次/s
矢量质子磁力仪（FHD）,采样率：1次/分
工作情况：每周进行两次绝对值和标度值的测量。绝对测量测T、D、I，其它分量的数据通过计算得到。
产出资料情况：1957年开始出版地磁观测报告。内容包括：磁偏角(D)、水平强度(H)、垂直强度(Z)的标度值、基线值、时均值、日均值、月均值、季均值、日变幅和 D、H、Z、磁倾角(I)、总强度(T)、北向强度(X)、西向强度(Y)的年均值等数据。同时为磁暴报告提供本台磁暴数据、K指数和快变化报告。
磁法勘探：
磁测普查阶段：在小比例尺地质填图中，磁测用于探测结晶基底的起伏及构造，研究沉积盖层形态，追索大断裂。中、大比例尺填图中，磁测用于确定接触带，圈定岩体。
磁测详查阶段：研究磁异常形态特征来寻找和评价矿产。
三、资料整理
磁测数据通过整理得测点相对于基点磁场差值，还要进行日变改正、正常场改正、高度改正等。
总磁场异常：ΔT = T-T0-T1-T2-T3
T-观测值、T0-正常场改正值、T1-日变改正、T2-高度改正、T3-背景场(常数)
正常场校正：当进行大面积高精度磁测工作时,必须用国际地磁参考场IGRF模型进行正常场改正。
高度校正：正常地磁场随高度增加而衰减，在山区进行磁测时，必须消除由于高度变化所造成的影响。高度改正从总基点高程起算。
日变校正：消除地磁场静日变化和短周期扰动等对观测结果的影响。
日变观测站，必须设在正常场（或平稳场）内，温差小、无外界磁干扰和地基稳固的地方，观测时要早于出工的第一台仪器，晚于收工的最后一台仪器。日变观测站仪器采用自动记录方式，记录时间应不大于0.5min。日变站有效作用范围与磁测精度有关，低精度测量时，一般在半径50-100km范围之内，可以认为变化场差异微小；高精度磁测时，最大有效范围一般以半径25km设一个站为宜。
四、小结
磁力仪
磁力测量
资料整理
正常场校正、高度校正、日变校正
第四节磁力资料处理解释应用一、有效磁化强度矢量和总强度磁异常
有效磁化强度矢量Ms：
假设磁性体均匀磁化且不考虑退磁和剩磁
M 总磁化强度矢量
Ms 有效磁化强度矢量
Mh 水平磁化强度矢量
I 磁化倾角
is有效磁化倾角
A’ Mh与Mx的夹角
A 磁性体走向与磁北的夹角
已知场源的形态及磁性参数，利用场源体在上半空间的磁场表达式计算其磁场值、分析其分布特点的过程称为磁异常正演问题。
已知磁场的空间分布，确定其对应的地下场源分布状态（如磁性体位置、形状、产状）及磁性参数（如磁化率、磁化强度大小和方向）的过程称为磁异常反演。
在磁异常解释中存在以下两个较为普遍的问题。
1、场源体非均匀磁性问题：自然界中因场源所处的地质、地球物理环境不同，其非均匀磁性是较普遍现象。通常对具有一定埋深的场源在反演解释过程中假设其为均匀磁化。
2、多解性问题：是地球物理勘探反演解释中共同存在的问题，其中以磁异常的反演多解性更为复杂。因为决定磁异常特征的两个主要因素是场源的形态以及磁化场的大小、方向。当这些因素不同的组合时可以获得相同的磁异常分布特征。
特征点法：这是一种利用异常曲线某些特征点的坐标位置及它们之间的距离求磁性体位置和产状的方法。包括极大、极小、零点、拐点等。
经验切线法：这是一种利用异常曲线某些特征点（包括极大、极小、拐点等）的切线之间的交点坐标间的关系来计算磁性体位置和产状要素的方法。具有方法简便，受正常场选择影响小的优点。
对ΔT或Za曲线作五条切线：其中三条水平切线通过极大值点与极小值点，另外两条切线通过曲线拐点，它们相交于四点，横坐标为x1，x2，x3和x4，则磁性体埋深为：
选择法：人机联作最优化选择法。
四、异常处理与转换
目的：复杂→简化（曲面→平面；迭加→
孤立）；满足解释条件（某分量→另一分量；磁
场值→频谱值）；突出磁异常某一方面特点（上
延→压制浅部、突出深部；滤波→突出浅或深
或某一方面）。
主要内容：圆滑、划分异常；空间换算；
分量换算；导数换算；不同磁化方向换算。
向上延拓：压制浅层(干扰),突出深部(趋
势)；
水平导数：突出方向构造信息；
垂直导数：突出浅层场源信息；
化磁极：消除斜磁化影响，简化磁场形态。
五、磁力资料解释应用
（一）磁异常解释的一般原则
以地质为依据、以岩石物性为基础，循序渐进、逐步深化、定性与定量、正演与反演、平面与剖面解释相结合，综合解释，多次反馈，不断修正。
以地质为依据：就是要充分占有地质资料，掌握已有地质规律，建立测区内可能有的几种地质模型，以此指导磁异常的正反演解释。
善于利用磁异常与地质资料不一致的地方，经细致对比分析与深入解释，提出新的见解，进而深化地质解释，修正或提出新的地质结论。
以岩石物性为基础：岩石物性是基础，是联系地质与地球物理场的桥梁，是减少磁异常反问题多解性的重要途径。把地质规律与岩石物性结合起来就可以建立合理的物理—地质模型，作为磁异常解释的初始模型。
综合解释：为了克服磁异常反问题的多解性以及磁法勘探应用的局限性，有条件时，应尽可能进行综合地质、地球物理解释，这样才能正确确定异常的地质原因，增进地质效果。
多次反馈，不断修正：在解释过程中应通过多次正反演、多次反馈不断修改物理—地质解释模型，使解释结果最佳符合当前的地质、地球物理资料；
每当补充新的资料，或通过验证发现新问题，则又应利用反馈的资料再解释，故解释工作是一个不断反馈、解释、不断深化的过程。
（二）磁异常的定性和定量解释
1、定性解释：初步解释所引起磁异常的地质原因。根据实测磁异常的特点，结合地质特征运用磁性体与磁场的对应规律，大体判定磁性体的形状、产状及其分布。
2、定量解释：定量解释通常在定性解释基础上进行，补充初步地质解释的结果。
3、定量解释目的：
根据磁性地质体的几何参量和磁性参量的可能数值，结合地质规律，进一步判断场源的性质。
提供磁性地层或基底的几何参量（主要是埋深、倾角和厚度）在平面或沿剖面的变化关系，以便于推断地下的地质构造。
提供磁性地质体在平面上的投影位置、埋深及倾向等，以便合理布置探矿工程，提高矿产勘探的经济效果。
（三）磁异常在地学中的应用
1、划分不同岩性区和圈定岩体
磁异常的位置和轮廓可大致反映地质体的位置和轮廓。
磁异常的轴向，一般能反映地质体的走向。
在地质体出露和埋深较小的情况下，其磁性不均匀常会使异常产生起伏变化。
磁异常的强度和分布范围会随埋深而变化。
2、各种岩类磁异常的一般特征：
基性和超基性侵入岩，一般含有较多的铁磁性矿物。
玄武岩体上的磁异常值变化很大，呈锯齿状剧烈跳跃。
闪长岩常有中等强度的磁性。
花岗岩类一般磁性较弱。
沉积岩多数只有微弱的磁性，故磁场平静单调。
沉积岩形成的变质岩一般磁性微弱，磁场平静，由火山岩形成的变质岩异常与中酸性岩体异常相近。
3、推断断裂、破碎带及褶皱：
用磁法能圈定断裂带、破碎带，是因为断裂的产生或改变了岩石的磁性，或改变了地层的产状，或沿断裂带伴有后期或同期岩浆活动，或沿断裂两侧具有不同的构造特点。
深大断裂带常可能是一个巨大的金属成矿带，如长江中、下游深大断裂带就是一个金属矿成矿带。
沿断裂有磁性岩脉（岩体）充填，这时沿断裂方向会有高值带状异常分布。
根据磁异常判断断裂时一要标出异常轴，二要有理由肯定异常与岩浆活动有关。
深大断裂是一种特殊的断裂类型。这种断裂常是两个不同大地构造单的分界线；断裂切割地球的硅铝层，甚至更深；断裂活动和岩浆活动具有多轮回性，它多半是现代地震的活动带。在深大断裂带内，近乎平行的断裂线成组出现，磁异常也是如此。
在某些油气盆地，在沉积地层中常存在的磁性标志层，岩石受力发生弯曲，磁性层也随之褶皱，而形成背斜和向斜。
一般背斜轴部上方会出现高值正异常，而在向斜两翼上方为升高的正异常，在向斜轴部为相对低的平缓异常。
当背斜轴部被剥蚀掉时，其异常类似于两个相隔一定距离，倾斜方向不同的板状体异常迭加。
4、成矿区的圈定与划分：
成矿区的圈定与划分，是一项地质、地球物理资料相结合而进行的一种综合性研究工作。
利用磁资料时，主要应考虑两方面的条件，一是成矿和控矿条件；二是矿与围岩的磁性差异。
5、含油气远景区的圈定和划分：
根据磁测资料评价含油气远景时，首先要考虑磁性界面深度图，即基底深度图所反映的构造形态（基岩的相对隆起与凹陷）；
同时也要研究生油条件、储油条件、构造条件等，其中主要是构造条件。一般来说，只要有比较宽阔的深凹陷存在，就有形成油气藏的可能性；只要在深凹陷内存在着相对隆起，一般应划分为成油气有利。
以构造条件为主导的远景评价方法，曾在各个工业油气藏盆地中利用过，一般都是很成功的。如在松辽盆地划分出的大庆长垣，以及在渤海地区、江汉地区都得到了肯定的效果。
6、金属成矿的圈定：
在评价金属矿成矿远景区时，要研究岩浆控制条件，构造控制条件、地层和岩性控制条件等。
断裂带是岩浆活动的通道，在断裂交叉处往往控制着成矿远景区。
在评价内生矿床时，岩浆和构造条件是主要的。而在评价海相沉积矿床时，地层及构造则是主要的，锰矿、铀矿、铜矿、铝土矿等沉积型矿床都受地层控制。
根据磁测资料可以圈定侵入体，研究侵入体的形状、产状、岩相和蚀变带等；可以确定断裂和褶皱构造、划分不同岩性区。
利用磁测资料对控矿因素的分析结果，再结合地质资料和区内的矿点、矿化点、矿化带、矿床等各种找矿标志（包括各种物化探异常在内）进行综合研究，圈定出成矿远景区。
7、在石油天然气勘探中的应用：
大多数沉积岩几乎都是无磁性的，而下伏火成岩和基岩通常是有磁性的。
根据磁测资料确定了基岩的深度，也就确定了沉积物的厚度。
如确定了基岩的起伏，因基底面起伏能在上覆沉积岩中产生有利于油气聚集的构造起伏，因而能为油气勘查提供有用资料。
8、在固体矿产勘查中的应用
（1）寻找各类铁矿床:
产在变质岩中的铁矿
产在中酸性侵入体与碳酸盐岩的接触带中的铁矿
产在火山岩中的铁矿
产在基性岩中的铁矿
（2）寻找其它金属矿与非金属矿
铜矿和铜镍矿
多金属矿与锡矿
铬铁矿
基性与超基性岩中的石棉矿
铝土矿、硼矿
金、铂、金刚石、钨等砂矿
（3）河北某地1：10万航磁图，
图中有一个以30nT为接触带异常背
景的孤立异常。由于异常位于某铁矿
区外围，有必要查明异常的地质原因。
磁异常分布区出露有中奥陶统
马家沟灰岩，此灰岩在该区为成矿围
岩，在航磁图上异常处于30nT背景
边部，说明异常位于接触带上，处于
成矿有利地段。之后布置了1：5000
比例尺的地面磁测圈定低缓异常。
经钻探验证证实了异常由磁性铁矿所引起，矿体为多
层密集排列，而并非球形矿体。
（4）甘肃某铜镍矿产于二辉橄榄岩—辉石橄榄岩的
超基性岩中，矿石中含有大量磁黄铁矿，磁化率比超基性
岩大4倍左右。
经1：10万航磁发现异常，经地磁检查后发现在矿区
外围两个1000nT左右的异常。
根据异常的错动，推测有平推断层。
经钻探后在异常50-100m处见到了岩体和矿体，现已成
为我国大型的铜镍矿产地之一。
（5）云南某地，铬铁矿产于浅变质的矽质粉砂岩、泥
质板岩、千枚岩中，铬铁矿具有较强磁性，而围岩属浅变质
岩磁性弱，因此，在铬铁矿上有数百nT的磁异常。
该区依据这些异常找矿，见矿率达50%以上。
9、在煤田火烧区上的应用
在许多煤盆地中，在燃烧过的煤层上方有强磁异常。这是由于煤层中的氧化铁和氢氧化铁受高温作用变成磁铁矿的缘故。
根据煤层燃烧后的热剩磁特点，我国物探人员在西北三省的十七个勘探区二十二个测区用磁法和自然电场法探测煤田火区，取得了较好效果。
宁夏汝箕沟火区的磁异常与自然电位曲线，自电出现台阶形曲线，反映了燃烧与降温熄灭两个大阶段，磁异常反映典型的从熄灭带到燃烧带异常减弱的特征。
西北某煤田的磁测资料，煤层燃烧后，煤层顶底板岩石中所含铁质矿物（多数是赤铁矿、黄铁矿等）大部分转变成磁性矿物Fe3O4，岩石在地磁场作用下从高温至居里点降到常温，形成烧变岩强磁性体，仪器探测反映为很强的磁异常，因而可通过磁异常平面等值线图确定出烧变岩的走向及边界范围，该工区烧变岩已见出露，可通过剖面图确定出烧变岩倾向及底界面深度，找到烧变岩以下尚未烧掉的煤层。虚线表示通过反演推测出的烧变岩的范围。该范围是通过对逐个剖面进行边缘性检测所得出的结果。
10、在地热调查中的应用
利用磁测可以勾画出地热区的坳陷和基底构造，寻找
控制地下热水资源的构造，如断层和火成岩等。
火成岩在正常情况下有一定磁性，在热水活动范围内
因热蚀变作用而使磁性降低，这有利于利用磁测圈定热蚀
变带。
故不同地质成因的地热，调查可得到不同磁异常特征。
11、在考古和环境磁学中的应用
随着高精度磁测工作的展开，磁力勘探已成为探查古遗存空间分布的主要地球物理方法之一。
由于古地磁学的发展，使磁性地层学成为确定古遗存、古人类化石时代的重要手段。
随着第四纪沉积物磁性特征深入研究，又为环境磁学提供了新途径。
六、磁力勘探工作过程
1.编写磁力勘探技术设计书：
根据承担的地质任务进行现场踏勘及搜集工区内的地质、物探、物性资料编写技术设计。
2.野外施工：
采集磁异常数据及工区内岩矿石的磁性参数。
3.室内资料整理：
通过资料整理得到工区内异常的各种图件。
4.磁异常的推断解释和报告编写。
七、小结
总强度磁异常
正问题和反问题
上下延拓、高阶导数、化磁极的作用
磁力勘探的应用
八、重磁复习提纲
重力异常？磁异常？重力、磁力勘探的前提条件?
重力资料整理中，一般作哪些校正？各校正的物理含义？
自由空间重力异常、布格重力异常、均衡重力异常的定义及其地质地球物理含义？
普拉特均衡理论和艾里均衡理论基本原理？
地磁要素哪些？各要素之间关系？各自变化规律？
表征磁性的物理量有哪些？各物理量的定义？
岩石剩磁有哪些种类？
地磁场由哪些组成？磁测资料整理中，一般作哪些校正？
重磁资料处理的延拓、高阶导数、化磁极有何作用？
古地磁学的基本工作方法及几个重要应用？
重力、磁力勘探的工作过程？应用?
地球物理学、正问题、反问题？
地球内部结构划分及依据？
第五节磁力仪器认识实验
静电场小结 一、库仑定律 二、电场强度 三、场强迭加原理 点电荷场强点电荷系场强 连续带电体场强 四、静电场高斯定理 五、几种典型电荷分布的电场强度 均匀带电球面均匀带电球体 均匀带电长直圆柱面均匀带电长直圆柱体 无限大均匀带电平面
六、静电场的环流定理 七、电势 八、电势迭加原理 点电荷电势点电荷系电势 连续带电体电势 九、几种典型电场的电势 均匀带电球面均匀带电直线 十、导体静电平衡条件 (1) 导体内电场强度为零；导体表面附近场强与表面垂直。 (2) 导体是一个等势体，表面是一个等势面。 推论一电荷只分布于导体表面 推论二导体表面附近场强与表面电荷密度关系 十一、静电屏蔽 导体空腔能屏蔽空腔内、外电荷的相互影响。即空腔外（包括外表面）的电荷在空腔内的场强为零，空腔内（包括内表面）的电荷在空腔外的场强为零。
十二、电容器的电容 平行板电容器圆柱形电容器 球形电容器孤立导体球 十三、电容器的联接 并联电容器串联电容器 十四、电场的能量 电容器的能量电场的能量密度 电场的能量 稳恒电流磁场小结 一、磁场 运动电荷的磁场毕奥——萨伐尔定律 二、磁场高斯定理 三、安培环路定理 四、几种典型磁场 有限长载流直导线的磁场 无限长载流直导线的磁场 圆电流轴线上的磁场
圆电流中心的磁场 长直载流螺线管内的磁场 载流密绕螺绕环内的磁场 五、载流平面线圈的磁矩 m和S沿电流的右手螺旋方向 六、洛伦兹力 七、安培力公式 八、载流平面线圈在均匀磁场中受到的合磁力 载流平面线圈在均匀磁场中受到的磁力矩 电磁感应小结 一、电动势 非静电性场强电源电动 势 一段电路的电动势闭合电路的电动势 当时，电动势沿电路（或回路）l的正方向，时沿反方向。 二、电磁感应的实验定律 1、楞次定律：闭合回路中感生电流的方向是使它产生的磁通量反抗引起电磁感应的磁通量变化。楞次定律是能量守恒定律在电磁感应中的表现。 2、法拉第电磁感应定律：当闭合回路l中的磁通量变化时，在回路中的感应电动势为 若时，电动势沿回路l的正方向，时，沿反方向。对线图，为全磁通。
电磁学与日常生活
什么是电磁污染？ 随着经济的发展和物质文化生活水平的不断提高，各种家用电器——电视机、空调器、电冰箱、电风扇、洗衣机、组合音响等已经相当普及；近几年来，家用电脑、家庭影院等现代高科技产品变已进入千家万户，给人们生活带来诸多方便和乐趣。然而，现代科学研究发现，各种家用电器和电子设备在使用过程中会产生多种不同波长和频率的电磁波，这些电磁波充斥空间，对人体具有潜在危害。由于电磁波看不见，摸不着，令人防不胜防，因而对人类生存环境构成了新的威胁，被称之为“电磁污染”。 电磁污染所造成的危害是不容低估的。前苏联曾发生过一起震惊世界的电脑杀人案，国际象棋大师尼古位，古德科夫与一台超级电脑对奕，当时，古德科夫以出神入化的高超棋艺连胜三局，正准备开始进入第四局的激战时，突然被电脑释放的强大电流击毙，死在众目睽睽之下。后经一系列调查证实，杀害古德科夫的罪凶祸首是外来的电磁波，由于电磁波干扰了电脑中已经编好的程序，从而导致超级电脑动作失误而突然放出强电流，酿成了骇人听闻的悲剧。 近些年来，电磁污染对人体造成的潜在危害已引起人们的重视。在现代家庭中，电磁波在为人们造福的同时，也随着“电子烟雾”的作用，直接或间接地危害人体健康。 据美国权威的华盛顿技术评定处报告，家用电器和各种接线产生的电磁波对人体组织细胞有害。例如长时间使用电热毯睡觉的女性，可使月经周期发生明显改变；孕妇若频繁使用电炉，可增加出生后小儿癌症的发病率。近10年来，关于电磁波对人体损害的报告接连不断。据美国科罗拉多州大学研究人员调查，
电磁污染较严重的丹佛地区儿童死于白血病者是其它地区的两倍以上。瑞典学者托梅尼奥在研究中发现，生活在电磁污染严重地区的儿童，患神经系统肿瘤的人数大量增加。 电脑，作为当今时代的高科技产品，已进入人们工作和生活的各个领域，近几年来家用电脑也源源不断地进入千家万户。一些研究资料表明：电脑显示器所发出的电磁辐射长期作用会对女性的内分泌和生殖机能产生劣性影响，危害生殖细胞或殃及早期胚胎发育。电脑的电磁幅射尚未达到影响父母身体健康的强度时，已经对胎儿产生了不良影响。我国有关研究人员在上海和南京进行对比调查发现先兆流产和自发性流产的异常发生率，使用电脑的孕妇明显高于对照组。 为此，有关专家建设，为了减轻家庭居室内电磁污染及其有害作用，必须讲究各种家用电器的科学使用。诸如观看电视、收听组合音响或看家庭影院时距离不可过长，尤其是儿童和孕妇更应注意；尽量避免多种家用电器同时开启使用，相隔或间断使用可过长，次数不宜过频；注意酌情多吃一些胡萝卜、豆芽、西红柿、瘦肉、动物肝等富含维生素A、C 和蛋白质的食物，经常喝些绿茶等等。这些措施对预防和减轻电磁污染对人体的危害都是颇有助益的。 电磁污染是指天然的人为的各种电磁波的干扰及有害的电磁辐射。由于广播、电视、微波技术的发展，射频设备功率成倍增加，地面上的电磁辐射大幅度增加，目前已达到直接威胁人体健康的程度。电磁污染包括天然和人为两种来源。天然电磁污染是某些自然现象，如雷电引起的。火山喷发、地震和太阳黑子活动引起的磁暴会产生电磁干扰。天然电磁污染对短波通讯干扰尤为严重。人为电磁污染源包括：脉冲放电，如火花放电；工频交变电磁场，如大功率电机、变压器、输电线附近等；射频电磁辐射，如广播、电视、微波通讯等。我
第二节地震和台风灾害的防避 地震灾害的防避 ——————情景导入先思考——————— 《地震中的父与子》是美国作家马克·汉林写的一篇感人故事。它表达了亲情的力量，会使人坚定和勇敢。地震中儿子阿曼达和其他13位同学，因躲在教室的墙角，房顶塌下来架成个大三角形，都幸免于难。 思考探究：故事告诉我们地震发生时如果在高楼教室里应该怎样做？ 提示：如果在高楼教室里上课遇到地震，首先不要慌乱，听从老师指挥，用手抱住头，躲在教室墙角处，或躲在各自的课桌下，待地震停止后有组织地从楼梯逃生。 ——————基础知识要记牢——————— 1．室内避震 (1)不同位置的防避： ①门口或平房的窗口附近：迅速跑到室外的空旷区。 ②其他情况：选择易形成三角空间之地躲避。 (2)注意事项： ①用被子、枕头等柔性物体护住头部，用衣服、手帕等捂住口鼻。 ②迅速关闭家中电源和煤气管道阀门。 ③在公共场所，切忌拥向出口。 ④如被埋压在废墟下：保持呼吸畅通，自己设法脱离险境或等待救援人员的到来。 ⑤如被埋在废墟下的时间比较长：尽量寻找食品和水，想办法维持自己的生命。 2．室外避震 (1)迅速向地形开阔的地方转移，寻找上风向并靠近水源的地方。 (2)避开高大建筑物、狭窄巷道、围墙，尽量远离高压线、变压器、烟囱。 (3)山区的居民应注意山崩、滚石、滑坡、泥石流的威胁。 3．其他情况
地震多发地区的家庭，应当为每个家庭成员准备一个应急包和一张应急卡片，不要在门口、楼道、走廊等处堆放杂物，以保持通道畅通。 4．基本方针：预防为主。 ——————重点难点掌握好——————— 一、室内避震
三、正确逃生 [拓展提升] 震后自救与互救 (1)自救： ①学会处理外伤的基本方法；②谨防烟尘呛闷窒息的危险，用毛巾、衣袖等捂住口鼻，尽快想办法摆脱困境；③尽量减少体力消耗，寻找一切可以充饥的物品，并想办法与外面救援人员联系；④鼓足生存的勇气，要有顽强的毅力，在缺水、断粮的环境下保存体力，挑战生命极限。 (2)互救：
实验一： 1.实验目的：初步了解质子旋进磁力仪的工作原理和方法；初步掌握仪器的使 用；了解仪器的使用时的注意事项； 2.实验要求：对实验场地进行测量，并记录数据导入电脑，做出成果图。 3.实验步骤：学生分两组，分别进行两条测线的测量，记录并导入电脑，完成 实验。 4.实验数据： 实验剖面1： 实验剖面2：
5.实验小结：在做实验测量数据时，实验员身上不能有带磁性或者可被磁化 的金属制品。测量时周围尽量不要聚集人。 实验二：球体磁场特征认识及分析 内容：1.编程实现公式10.2-24的计算。 x=10m，y=10m，R=30m 程序段: #include"stdio.h" #include"math.h" void main() {float pi=3.14,I,A,b,R=30,t; int x,y; FILE *fp,*fp1; fp=fopen("A.txt","w"); fp1=fopen("B.txt","w"); A=pi/4; I=pi/4; b=1; //(b=u0*m)/4*pi for(x=-100;x<=100;x+=10) for(y=-100;y<=100;y+=10) {t=(b/pow(x*x+y*y+R*R,2.5))*((2*R*R-x*x-y*y)*sin(I)*sin(I)+(2*x*x-y*y-R*R)*cos(I)* cos(I)*cos(A)*cos(A)+(2*y*y-x*x-R*R)*cos(I)*cos(I)*sin(A)*sin(A)-3*x*R*sin(2*I)*cos (A)+3*x*y*cos(I)*cos(I)*sin(2*A)-3*y*R*sin(2*I)*sin(A)); fprintf(fp,"%d\t%d\t%f\n",x,y,t); if(y==0)fprintf(fp1,"%d\t%d\t%f\n",x,y,t); } fclose(fp); fclose(fp1); } ㈠I=45o，A=45o
中国地质大学（武汉） 《地磁学》课程论文报告 地磁学在考古研究中的应用 姓名：彭中学号：20131004402院（系）：李四光学院专业：地球物理 任课教师：李媛媛评阅人： 二○一六年一月
地磁学在考古研究中的应用 彭中 中国地质大学李四光学院 摘要随着高灵敏度的磁力仪的问世，利用文物和遗迹记录的当时的古地磁场信息，用来寻找古代文物和磁场特征之间的关系，成为考古研究的一个新手段和新方法。通过对剩余磁性的观测，可以很好的反映文物的各种性质，包括空间特性和时间特性。多年的实践证明，利用地磁学方法来进行考古研究，是一种简单经济而又很有效的手段。 关键词考古，剩磁，古地磁，文物 An application of geomagnetism in the archeological research PENG Zhong Lisiguang Shool，The Geoscience of China，Wuhan. Abstract with the invention of high-sensitivity magnetometer，observing the information of paleomagnetism in the historical relics and seeking the interaction of paleomagnetism and historical relics have became a new method for the archeological research.By observing the value of paleomagnetism，the property of historical relics，including time feature and space feature，can be presented. Many-years practicing has proved that researching acheology by the magnetism technology was easy and economical. Keywords archeological，residual magnetism，paleomagnetic，historical relic 1引言 考古学是社会科学的一类，是根据古代人类通过各种活动遗留下来的物质资料，以研究人类古代社会的历史，过去考古学主要通过田野的调查发掘和文献对照等工作来进行研究，但随着科学技术的发展，特别是科学仪器的发展，传统的考古学也正在吸收现代科学技术的精华，转化为现代化的实验
地震又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成的振动，期间会产生地震波的一种 自然现象。关于地震方面的论文也是有不少的发表，下面编辑就为大家推荐几本地震类期刊，供大家参考。 《》(季刊)1981年创刊，期刊是由中国地震局地震预测研究所、中国地震学会地震预 报专业委员会、中国地震学会地震流体专业委员会、中国地震学会地震电磁学专业委员会联 合主办的学术性期刊。办刊宗旨是以交流地震观测、地震前兆和强震机理与预测等研究成果，推动地震预报探索研究及其成果在防震减灾中的应用。读者对象主要以从事地震观测分析、 地震前兆探索、地震机理与预测研究的广大地震科技工作者和相关科技领域的科技人员。 《地震工程学报》(季刊)创刊于1979年，由中国地震局兰州地震研究所;中国地震学会主办。获奖情况：中国地球物理学类核心期刊;中国地震局优秀科技期刊;中国科技论文统计 源期刊。本刊以报道和交流西北地区及全国地震科学领域内的最新科研成果和技术进步为宗旨。主要内容有：地震基础理论(地球物理学、地震学、地震地质学、流体地球化学、地震工程学、灾害学等)，地震观测技术与预报方法，工程项目的地地震安全性评价与工程探测、工程震、防震减灾规划措施，以及相关交叉学科。适合广大地震工作者、防灾减灾部门管理人 员及相关地球科学工作者阅读 《》(季刊)创刊于1978年，由云南省地震局主办。主要刊载地震学基础理论、地震预 测预报、防震抗震、工程地震、地震地质，以及地球物理、地球化学、实验技术和仪器研制 等方面的学术论文和研究成果。读者对象为从事地震研究的科技工作者和相关专业大专院校 师生。获奖情况：2009年第三届云南优秀期刊奖;中国地球物理类核心期刊;云南省科技期刊 质量内容奖;中国地震局优秀期刊一等奖。 《地震学报》1979年创刊(双月刊)，1997年改为双月刊。现任主编为陈运泰院士。是 中国地震学会和中国地震局地球物理研究所主办的地震科学综合性学术刊物。主要内容包括：以刊登地震科学方面具有创新性的研究成果和技术成就为主，也登载一些与地震有关的地球 物理、地震地质、工程地震等科学领域的学术论文及研究简报;登载本学科不同学术观点的文章;登载与地震科学有关的评述文章;介绍地震科学及与其有关的重大学术问题的研究现状和 进展;反映地震科学及其有关的科技工作动态。
课时跟踪检测（十）地震和台风灾害的防避 一、选择题 地震是一种灾难性的灾害，它往往会造成大量的人员伤亡和巨大的财产损失，因而有关避震、自救和互救方法尤为重要。请根据已有的知识和地震自救和互救方法判断1～2题。 1．关于地震预报的说法，错误的是( ) A．目前人类对地震的认识尚处于摸索阶段，还没有准确预报地震的方法 B．地震的孕育和发生都与一定的地质构造相关，搞清地质构造是进行地震预报的重要基础 C．地下水的异常变化、动物的异常反应，小震频繁、地壳形变等都属于地震前兆，是预报地震的重要依据 D．当动物有异常反应时，地震即将来临，要马上发出地震警报 2．大地震停了下来，你在家里侥幸躲过一关，接着，你将如何做？下列做法错误的是( ) A．关闭水电及煤气开关 B．及时抢救陷在碎物底下的人员 C．打开电灯，或用打火机照明，查看损害情况 D．及时离开房屋，到开阔地带 解析：1.D 2.C 第1题，判断地震的发生，不能单靠一种现象，要综合多种现象才能判断。第2题，打开电灯或打火机照明，容易引发火灾、燃气爆炸等次生灾害。 台风是广东省主要的气象灾害。读图并结合相关知识，回答3～4题。 3．下列选项中，台风风暴潮灾害严重的岸段位于( ) A．惠州南部、汕尾南部、揭阳东南部 B．阳江南部、广州南部、珠海东南部 C．湛江东部、中山东部、汕头东南部 D．茂名南部、东莞西部、潮州东南部 4．台风过境前后，下列做法不正确的是( )
A．台风来临前搬走窗口等处的花盆 B．大风暴雨时就近在临时建筑物旁躲避 C．台风来临前准备好必要的应急物品 D．台风中心刚过，仍需留在安全地带 解析：3.C 4.B 第3题，关于图中地理事物位置的描述，属容易题，可直接由图读出结论。第4题，台风是一种气象灾害，来临之前搬走窗口等处的花盆、准备好必要的应急物品等措施是正确的。而且台风中心刚过，仍需留在安全地带，因为台风中心附近天气状况为狂风暴雨。B选项中大风暴雨时就近在临时建筑物旁躲避，由于风力较大，可能会使临时建筑物倒塌，带来生命危险，所以不对。 减少洪涝灾害的损失，熟悉一些灾害中的自救和互救常识是很有必要的，这样才能做到居安思危，防患于未然。根据所学知识，完成5～7题。 5．下列属于个人或家庭防洪准备的是( ) ①训练爬高能力②预备钢制家具③听汛期天气预报④暴雨季节不去山区郊游⑤学会游泳⑥学会救生演习的知识 A．①②③④⑤⑥B．①③④⑤⑥ C．②③④⑤⑥ D．②④⑤⑥ 6．当洪水来临时，应对洪水灾害的不正确说法是( ) A．躲到屋顶、大树或附近小山丘上暂避 B．及时报告，统一组织抢险救灾 C．有序地将人员和财产向低处转移 D．有序地将人员和财产向高处转移 7．下列洪水互救方法不正确的是( ) A．向落水者抛救生圈 B．对溺水人员进行人工呼吸 C．划船、游泳去救人 D．等洪水过后再去救人 解析：5.B 6.C 7.D 第5题，钢制家具易沉入水中，不适宜防洪。第6题，应对洪水灾害，不同情况下按轻重缓急有不同的方法、步骤。当洪水来临时，没有转移出去的人，应采取应急措施向高处转移；当洪水猛涨时，可先躲到屋顶，大树或附近小山丘上暂避；当发生险情时，要及时报告。第7题，对落水人员应及时救治。 二、综合题 8．(浙江高考)下图为我国西南地区某区域地质灾害风险评估略图。根据相关知识，完成下列问题。
41 / 30 磁 学 基本内容 一、稳恒磁场 磁感应强度 1． 稳恒磁场 电流、运动电荷、永久磁体在周围空间激发磁场。 稳恒磁场是指不随时间变化的磁场。 稳恒电流激发的磁场是一种稳恒磁场。 2． 物质磁性的电本质 无论是永磁体还是导线中的电流，它们的磁效应的根源都是电荷的运动。因此，磁场是运动电荷的场。 3． 磁感应强度 磁感应强度B 是描述磁场的基本物理量，它的作用与E 在描述电场时的作 用相当。 磁场对处于其中的载流导线、运动电荷、载流线圈、永久磁体有力及力矩 的作用。可以根据这些作用确定一点处磁场的强弱和方向——磁感应强度B 。 带电q 的正点电荷在磁场中以速度v 运动，若在某点不受磁力，则该点磁感应强度B 的方向必与电荷通过该点的速度v 平行。当该电荷以垂直于磁感应 强度B 通过该点时受磁力⊥F ，则该点磁感应强度大小qv F B ⊥ =，且⊥F ，v ，B 两两互相垂直并构成右手系。 二、毕奥—萨伐尔定律 运动电荷的磁场 1． 磁场的叠加原理 空间一点的磁感强度等于各电流单独存在时在该点产生磁感应强度的矢量和： ∑=i i B B 可推广为 ?=B d B
B d 是电流强度有限而长度无限小的电流元l d I 或电流强度无限小而空间 大小不是无限小的元电流的磁场。上式中矢量号一般不能略去，只有当各电流产生磁场方向相同时，才能去掉矢量号。 2． 毕奥—萨伐尔定律 电流元l d I 在空间一点产生的磁场B d 为： 3 04r r l d I B d πμ ?= 大小： 02 I sin(I ,r) dB 4r dl dl μπ∠= 方向：B d 垂直于电流元l d I 与r 所形成的平面，且B d 与l d I 、r 构成右手螺旋。 3． 电流与运动电荷的关系 导体中电荷定向运动形成电流，设导体截面积为S ，单位体积载流子数为 n 。每个载流子带电q ，定向运动速率为v ，则nqvS I =。 电量为q 的带电体作半径为R 、周期为T 的匀速圆周运动相当于半径为 R 、电流强度T q I /=的圆电流，具有磁矩T q R I R p m 22 ππ==。 4． 运动电荷的磁场 3 04r r v q B πμ ?= 大小： 02 qvsin(qv,r) B 4r μπ∠= 方向：B 垂直于v q 与r 形成的平面，并与v q 、r 构成右手螺旋。 式中q 是电荷带电量的代数值。 三、磁通量 磁场的高斯定理
第三章地球电磁学 概述 地球电磁学（Erath Ealctromagnetics 或Geo-Electromagnetics, 简称EM；又可称谓―电磁地球物理学‖，EM Geophysics）（B.Tezkan,，1999）[1]是在地球表面测量天然的或（和）人工产生的电场或（和）磁场，利用电学原理或电磁感应原理对测量数据进行分析，研究地球内部的电性、电化学性质等，应用于地质构造研究、矿床资源和环境工程等浅层勘探、深部结构探测、地震灾害预测等众多领域，是最古老的地球物理学分支学科之一。地球电磁学方法是由传统的电法、磁法和20世纪50年代兴起的电磁法发展起来的，它具有系统的理论基础、完备的数据观测和处理解释技术，是地球物理学中类别最多、应用范围最广、最具活力的学科，是罕有的既能探测地下目标体、又能观测空间环境独具特点的学科（赵国泽等，2009）[2 ]。 电法（傅良魁等，1961）[3]可以追溯到19世纪初P.Fox在硫化金属矿上发现的自然电场现象，30年代被试图用于寻找金属矿。20世纪20年代，法国科学家什柳姆别尔热等创立和发展了电法勘探的理论。1924年，在原苏联著名地球物理学家彼德罗夫斯基领导下，组成了世界上的第一支电法勘探队。我国电法勘探始于20世纪30年代，由当时北平研究院物理研究所的顾功叙先生所开创。在19世纪末、20世纪初被正规地投入生产找矿，至今已有众多的电法勘探方法。 磁法（谭承泽，1983[4]；北京大学等，1986[5]）是基于地磁现象和岩石磁性发展起来的方法。19世纪末，利用地磁异常可定量探测地下构造。20世纪30年代，A.A.洛加乔夫制造出感应式航空磁力仪,并用于研究大地构造及地质填图。中国于1936年在攀枝花等地开始试验性磁法勘探，1950年后我国开始进行大规模的地面、航空、海洋和井中磁测。磁法中随时间变化成分的研究和应用属于地球电磁学的范畴。 电磁法以20世纪50年代初提出的大地电磁法（Tikhonov, A. N，1950[6]：Cagniard，1953[7]）为标志，使电磁法进入新的历史发展阶段。它将19世纪后期、20世纪早期分别单独测量磁场和电场探测地下结构的方法相结合，同时测量随时间变化的电、磁场，利用电磁感应原理，探测地下的构造和结构。电磁法一经提出即得到快速发展，并促推了其它传统电、磁法的发展，衍生出包括可控源方法在内的多种新电磁技术。60年代，我国开始发展大地电磁法，起初以研究强震区深部结构为主，后逐步发展成为包括深部结构探测、油气构造探查、矿床和地热资源勘探、地震和火山监测等众多应用领域的主要地球物理方法。 至今，地球电磁学方法至少包含20多种，其中绝大多数在我国得到研究应用，有的方法还是我国自主发展或提出的。电磁学方法的应用，涉及人类活动或社会经济发展的几乎所有方面，探测深度从地表（0米）到数百千米。较浅层的勘探包括：探查地下管线、铁路（公
大学物理电磁学练习题 球壳，内半径为R 。在腔内离球心的距离为d 处（d R <），固定一点电荷q +，如图所示。用导线把球壳接地后，再把地线撤 去。选无穷远处为电势零点，则球心O 处的电势为[ D ] (A) 0 (B) 04πq d ε (C) 04πq R ε- (D) 01 1 () 4πq d R ε- 2. 一个平行板电容器, 充电后与电源断开, 当用绝缘手柄将电容器两极板的距离拉大, 则两极板间的电势差12U 、电场强度的大小E 、电场能量W 将发生如下变化：[ C ] (A) 12U 减小，E 减小，W 减小； (B) 12U 增大，E 增大，W 增大； (C) 12U 增大，E 不变，W 增大； (D) 12U 减小，E 不变，W 不变. 3．如图，在一圆形电流I 所在的平面内， 选一个同心圆形闭合回路L (A) ?=?L l B 0d ，且环路上任意一点0B = (B) ?=?L l B 0d ，且环路上 任意一点0B ≠ (C) ?≠?L l B 0d ，且环路上任意一点0B ≠ (D) ?≠?L l B 0d ，且环路上任意一点B = 常量. [ B ] 4．一个通有电流I 的导体，厚度为D ，横截面积为S ，放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导体的侧表面，如图所示。现测得导体上下两面电势差为V ，则此导体的霍尔系数等于[ C ] (A) IB V D S (B) B V S ID (C) V D IB (D) IV S B D 5．如图所示，直角三角形金属框架abc 放在均匀磁场中，磁场B 平行于ab 边，bc 的长度为 l 。当金属框架绕ab 边以匀角速度ω转动时，abc 回路中的感应电动势ε和a 、 c 两点间的电势差a c U U -为 [ B ] (A)2 0,a c U U B l εω=-= (B) 2 0,/2a c U U B l εω=-=- (C)22 ,/2a c B l U U B l εωω=-= (D)2 2 ,a c B l U U B l εωω=-= 6. 对位移电流，有下述四种说法，请指出哪一种说法正确 [ A ] (A) 位移电流是由变化的电场产生的； (B) 位移电流是由线性变化的磁场产生的； (C) 位移电流的热效应服从焦耳——楞次定律； (D) 位移电流的磁效应不服从安培环路定理.
电 磁 场 论 文 电子072202H 王焱 200722070223
高新技术与电磁场理论 摘要本文就最近发展的高新技术中有关电磁场和电磁波问题展开探讨,并在此基础上对当前高新技术的发展与电磁场理论的关系进行了较全面的概括,同时提出了作者的个人看法。电磁场理论是电工学和电子学的一门十分重要的基础课程。无论是电机、电器、高压输电、测量仪表以及一切无线电工程系统,例如,通信、广播、雷达、导航等的无线收发、讯号传输、电波传播等等,大到宇宙空间的星体辐射,小到集成电路的布线位置都牵涉到电磁场理论的问题,这一点大家都已很清楚了。这里我准备就最近发展的高新技术中有关电磁场和电磁波的问题谈谈自己的一点认识。 1.电子学方面的高新技术在1991年的海湾战争中得到了最集中和最充分的表演。 在这场战争中号称世界第四大军事强国的伊拉克在以美国为首的多国部队的电子战的打击下,一开始整个电子指挥系统,包括通信,武器装备,重要设防等就遭到严重的干扰和破坏,呈现瘫痪挨打的被动局面。因此只打了42天战争就损失兵员30万,财产1000～2000亿美元,最后不得不答应无条件投降。相反,多国部队在这场投下炸弹为当年在日本投下的原子弹几十倍的激烈战争中,在80万兵员中只死亡149人。这一奇迹,充分显示出电子战的重大威力。因而有人称海湾战争是一场“频谱战争”,是“电子战争”,是“信息战争”。这场电子战的主要手段包括电子侦察与精确定位(包括全球定位系统(ＧＰＳ)和辐射源定位),电子干扰、精密制导、隐身飞机、Ｃ3Ｉ系统等等。这些高新技术都牵涉到电波与天线的问题。与过去不同的是地空一体化,把遥远分开的作战分部统一指挥控制,统一协调起来。对武器的性能指标要求精密度更高,响应时间更短,抗干扰的能力更强。因此对自适应天线,相控阵天线、毫米波天线、微带天线、卫星通信、移动通信等等提出了更高的要求。而这些研究课题的基础离不开电磁场理论。 2.隐身技术是目前国防军事的热门话题。 在海湾战争中美军使用Ｆ-117Ａ隐身飞机成功地突破伊拉克的空防线完成了许多危险性最大的战略性攻击任务,占攻击目标的40%,命中率高达85%。参战的44架Ｆ117Ａ型隐身飞机共出动1300次,飞行6900小时,没有一架被击落,可见其隐身的有效性。飞机在鼻锥方向对微波雷达的ＲＣＳ只有0 .0 2 5ｍ2 ,为常规战斗机的1 / 2 0 0。隐身技术的很重要一个方面的内容是电磁波的散射问题。电磁波投射到飞行目标上将发生散射。散射回来的电磁波究竟有多大场强,怎样减少回波的强度以达到隐身的目的,这些问题引起了广大从事电磁场研究工作人员的关注。因此目前大量的研究工作集中在如何计算电磁波投射到各种不同材料组成的各种形状物体的散射场上。根据最近报导,用碳化硅烧结出来的陶瓷,能有效地吸收频率从1 0ＭＨｚ到10 . 2Ｇｚ的电磁波,吸收率达到99. 2 %。电磁散射的研究不只是为了隐身的目的,对地下资源和地层结构的勘探,对目标识别,对天线辐射,对电磁兼容等都有非常重要的意义。逆散射是由已知散射场的分布反过来确定波源和散射体的位置形状和组成。目标识别形状重建和微波成像都是逆散理论的具体应用。 3.核爆炸产生强大的电磁脉冲,这种冲击波将摧毁在其周围的电子仪器的正常工作。 研究这种瞬时暴发的冲击波的传播规律、作用距离、场强大小和散射特性等无疑会对保护人身安全,保护仪器设备,采用屏蔽措施等等起到重要的指导作用。这种具有强大摧毁力的脉冲现在又被试图用作战争中的杀伤武器,即所谓高功率微波弹,其单个输出脉冲峰值功率可到15ＧＷ。如果辐射的能量密度达到3～13ｍＷ/ｃｍ2 ,就可使人产生神经紊乱,心力衰竭并致盲。而对于电子仪器只要有0 . 01～1μＷ/ｃｍ2 的能量密度,仪器就不能正常运转。此外,人们发现,利用冲击脉冲的宽广频谱,可以从散射波形中提取大量的信息,从而可以识别目标。大功率的脉冲源可以利用光导开关和集成阵列达到空间合成的一致性要求。小功率的冲击波雷达,由于设备简单,成本低,已在诸如地下探测,汽车防撞和机场管制等方面
第三章防灾与减灾 课题第二节地震和台风的防避 课程标准 以一两种自然灾害为例，列举适当的应对方法和应急措施 教学目标 充分利用实例和模拟情境中，学习地震和台风的应对方法和应急措施。 重、难点 【重点】 学习并掌握在地震和台风来临时的应对方法和应急措施。 【难点】 教学方法、教学资源 【教学方法】 创设、模拟情境法， 【教学资源】 课件、视频等 教学 环节 教师活动学生活动设置意图 复习提问 引入新课我国为什么地震多发？多发在 哪些地区？我们所在的北京处 在地震多发带上吗？ 台风多发在什么季节？我国哪 些地区遭受台风的影响大？台 风都有哪些危害？ 我国是个自然灾害多发的国家， 我们虽然无法控制灾害的发生， 但我们可以减轻它的危害。 今天，我们就“地震”和“台风” 来讨论一下如何防避它们！ 引导学生认识“防”“避”的含 义，列出本节的知识框架。 温故，回答问题 复习地震和台风的 相关知识
情境教学 播放视频 概括地震了，你该怎么办？ 被压埋了，你该怎么办？ 震前—— 防震准备：通常以家庭为单元 震时——避震 （1）黄金12秒预警时间：是 跑还是躲，瞬间抉择 （2）室内避震——“伏而待 定”：就地躲避，利用三角空 间，蹲或趴下，护住头部。 （3）室外避震——尽量到开 阔的空地，降低重心，护好头 部。 震后自救与互救 （1）学会处理外伤的基 本方法： 地震对人的伤害主要是 倒塌的建筑物对人的埋压和 砸伤，所以学会处理外伤的基 本方法是必要的。 （2）保护好呼吸系统， 尽量减少体力消耗。 （3）要有顽强的毅力和旺盛 的求生意识——最重要的一 点。 学生讨论，在不同的地点该如何躲 避？ 讨论自救方法 学习有效避灾方法。 创设身临其境的效 果，在“玩中学，学 中玩” 使学生加深印象，更 加明确该怎么做 地 防避 自救 互 关注前兆 做好准备 知晓常识 机智应对
物理竞赛练习题《电场》 班级____________座号_____________姓名_______________ 1、半径为R的均匀带电半球面，电荷面密度为σ，求球心处的电场强度。 2、有一均匀带电球体，半径为R，球心为P，单位体积内带电量为ρ，现在球体内挖一球形空腔，空腔的球心为S，半径为R/2，如图所示，今有一带电量为q，质量为m的质点自L点（LS⊥PS）由静止开始沿空腔内壁滑动，不计摩擦和质点的重力，求质点滑动中速度的最大值。
3、在-d ≤x ≤d 的空间区域内，电荷密度ρ>0为常量，其他区域均为真空。若在x =2d 处将质量为m 、电量为q （q <0）的带电质点自静止释放。试问经多长时间它能到达x =0的位置。 4、一个质量为M 的绝缘小车，静止在光滑水平面上，在小车的光滑板面上放一个质量为m 、带电量为+q 的带电小物体（可视为质点），小车质量与物块质量之比M ：m =7：1,物块距小车右端挡板距离为l ，小车车长为L ，且L =1.5l 。如图所示，现沿平行于车身方向加一电场强度为E 的水平向右的匀强电场，带电小物块由静止开始向右运动，之后与小车右挡板相碰，碰后小车速度大小为碰前物块速度大小的1/4。设小物块滑动过程中及其与小车相碰过程中，小物块带电量不变。 （1）通过分析与计算说明，碰撞后滑块能否滑出小车的车身？ （2）若能滑出，求由小物块开始运动至滑出时电场力对小物块所做的功;若不能滑出，求小物块从开始运动至第二次碰撞时电场力对小物块所做的功。
E 物理竞赛练习题 《电势和电势差》 班级____________座号_____________姓名_______________ 1、两个电量均为q =3.0×10-8C 的小球，分别固定在两根不导电杆的一端，用不导电的线系住这两端。将两杆的另一端固定在公共转轴O 上，使两杆可以绕O 轴在图面上做无摩擦地转动，线和两杆长度均为l =5.0cm 。给这系统加上一匀强电场，场强E =100kV/m ，场强方向平行图面且垂于线。某一时刻将线烧断，求当两个小球和转轴O 在同一条直线上时，杆受到的压力（杆的重力不计）。 2、半径为R 的半球形薄壳，其表面均匀分布面电荷密度为σ的电荷，求该球开口处圆面上任一点的电势。 3、如图所示，半径为r 的金属球远离其他物体，通过R 的电阻器接地。电子束从远处以速度v 落到球上，每秒钟有n 个电子落到球上。试求金属球每秒钟释放的热量及球上电量。
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 风灾、水灾、地震防护制度(通 用版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
风灾、水灾、地震防护制度(通用版) 1.气象机关发布台风警报后，守卫及有关单位应随时注意收听报告台风动向的广播转知矿长、副矿长或调度室。 2.台风接近本地区前，采取下列预防措施： 1).关闭门户，如有特别防范设备，亦应装上。 2).熄灭炉火，关闭不必要之电源或煤气。 3).重要文件及物品放置于安全地点。 4).放在室外不堪雨淋的物品，应搬进室内，或加以适当之遮盖。 5).准备手电筒、蜡烛、油灯等照明物品及雨衣、雨鞋等雨具。 6).门窗如有损坏，应紧急修缮。 7).指定必要人员，集中待命，准备抢救灾害。 8).准备必需药品及干粮。 3.强烈台风袭击时，应采取下列措施： 1).关闭电源或煤气来源。
2).非绝对必要，不可生火，生火时应严密戒备。 3).重要文件或物品应有专人看管。 4).门窗破坏时，警戒人员应采取紧急措施。 4.公司房舍有被洪水冲及之处，应采取紧急预防措施。 5.为防止震灾，易燃物不应放在高处，以免落地造成灾害 云博创意设计 MzYunBo Creative Design Co., Ltd.
《大地构造学》知识点总结 第一章绪论 一、大地构造学的研究对象、内容、方法、意义 研究对象:大地构造学,就是研究地球过程的综合学科。 研究内容: ①区域或全球尺度的地壳与岩石圈构造变形特征及圈层相互作用,如:大洋-大陆相互作用、地球内部圈层相互作用、造山带与盆地的形成过程等; ②构造变形与岩浆作用-沉积作用-变质作用的相互关系; ③地壳与岩石圈的形成与演化过程; ④地球表面海-陆的形成与演变方式及过程; ⑤地球深部作用过程及其机制。 研究方法:大地构造学研究方法需要综合利用地质学其她学科以及地球物理探测、地球化学的研究手段与研究成果。 研究意义:大地构造学研究可以为认识与分析构造地质学的研究背景与形成机制提供宏观的上成因解释。 二、固体地球构造的主要研究方法 主要包括固体构造几何学与构造运动学的研究。 固体地球的构造几何学:主要研究地球的组成成分及结构。方法有: ①研究暴露在地表的中、下层地壳乃至地幔顶部剖面,通过地质、地物、地化综合研究,揭示地壳深部物质组成、结构构造、物理性质、岩石矿物及元素的物化行为、温压条件、地热增温率、有关元素及矿物成分的聚散规律; ②研究火山喷发携带到地表的深源包裹体,揭示深部物质与构造特征; ③人工超深钻探直接取样(目前为止涉及最深深度12km); ④地震探测:分为天然地震探测与人工地震探测,利用地震波的折射与反射可揭示地球深部构造特征。 固体地球构造运动学:主要研究地质历史时期的大地构造运动学与现今固体地球表面的构造运动。地质历史时期的大地构造运动学可以利用古地理学(岩相、生物、构造)、古气候分区、地球物理学与古地磁学进行研究;现今固体地球表面的构造运动可以利用空间对地的观测与分析技术。 三、大地构造学研究意义 理论意义:可以为认识与分析构造地质学的研究背景与形成机制提供宏观的上成因解释; 实际应用意义: ①大型成矿集中区(矿集区)等成矿构造背景、资源规划; ②大规模破坏性地震产生于形成的地质构造背景与稳定性评价; ③绝大对数大型、灾难性地震都发生在活动板块边缘带(区)上,或与板块相互作用有关的次级活动构造单元边界区域。 第二章固体地球主要构造特征 一、地球表面基本面貌:海陆分布、高程分布及其意义 海陆分布特征:陆地面积占29、22%;海水覆盖面积70、78%; 高程分布特征:陆地主要分布在海平面以上数百米高程范围,大洋的主体分布在海平面以下5km的高程上; 意义:这种地形特征直接反映了大陆与大洋地壳物质组成、厚度与密度的差异。也与构造变动、侵蚀作用、气候特征等因素有关。 二、固体地球的圈层构造:成分分层(地壳、地幔、地核),洋壳与陆壳的年龄及各自分布范围;流变学分层(岩石圈、软流圈、中部层圈、地核);各圈层的地震波传播速度特征成分分层:①地壳:大陆地壳面积34、7%,大洋地壳面积占65、3%,最老的大陆壳3、96Ga,记录了地球演化96%的历史,最老的大洋地壳0、18Ga,记录了地球演化历史的4%; ②地幔:a、
生活中的电磁学 地球上的第一个生命在大约在46亿年前诞生，就在这时，电磁就与生命结下了不解之缘，伴随生命形式从低等走向高等，也见证着整个生物界的一次次变革。而在科技快速发展的今天，电磁更是与生命紧密的联系着，小到移动电话，大到卫星通信，无一不是与电磁紧密相连的。可以说，没有电磁，就没有信息时代，恐怕连人类的整个文明都要倒退几个世纪了。 近些年中，人们对电磁的研究在不断地深入，对磁场、电磁场能、太阳磁场能等与生命之间的能量转化和转移的研究正逐步成为二十一世纪的热门研究方向。 电磁学在生活中的应用有许多，与人们生活息息相关的比如电磁炉、微波炉等给人们生活带来了极大地方便，而最近十分流行的蓝牙耳机，也是电磁学发展的结果。下面就具体介绍几个电磁学在人们生活中的应用实例。 1.电磁炉 （微波炉电路图）
（1）电磁炉主要结构有两大部分构成：电子线路部分及结构性包装部分。 ①电子线路部分包括：功率板、主机板、灯板、线圈盘及 热敏支架、风扇马达等。 ②结构性包装部分包括：瓷板、塑胶上下盖、风扇叶、风 扇支架、电源线、说明书、功率贴纸、操作胶片、合格 证、塑胶袋、防震泡沫、彩盒、条码、卡通箱。 （2）电磁炉工作原理： 采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质 锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底 部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子 高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能（故： 电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热 传导给锅具，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1 倍）使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从 而达到煮食的目的。 （3）电磁炉的优点： 热效率高；更安全（无明火烹调好处多）；更环保（卫生、清洁）；更精确（温度控制准确）；更多能（煎、炒、 炸、煮、炖全能）；更方便（操作简单外形秀丽）。2.蓝牙
3.2地震和台风灾害的防避 编写人：宋涛审核人：李晓春 学习目标：1.了解防避地震灾害的方法。 2.了解防避台风灾害的方法。 3.了解洪水中的自救与互救，提高自救互救能力。 重、难点分析 1.学习重点：地震灾害和台风灾害的防避方法和救助措施。 2.学习难点：地震灾害的发生规律和台风灾害的形成原因。 第一部分自主学习（预习课本，思考问题） 一、地震灾害的防避 1.室内 （1）不同位置的防避 A．门口或平房的窗口附近：迅速跑到室外的。 B．其他情况：选择易形成空间之地躲避。 （2）注意事项 A．用护住头部，用、衣服等捂住口鼻。 B．关闭和煤气管道阀门 C．在公共场所，切忌拥向。 D．如果被埋压在废墟下：保护畅通，自己设法脱离险境或等待救援人员的到来。 E．如果被埋在废墟下的时间较长：尽量寻找，想办法维持自己的生命。 2.室外 （1）迅速向地形的地方转移，寻找上风向并靠近的地方。 （2）避开高大建筑物、、围墙，尽量远离高压线、、烟囱。 （3）山区的居民应注意山崩、滚石、、泥石流的威胁。 3.其他情况：地震多发区的家庭，应当为每个家庭成员准备一个和一张，不要在门口、、走廊等处堆放杂物，以保持通道畅通。 4.基本方针：。 二、台风灾害的防避 1.听到台风警报后： （1）不要外出或，更不要驾船出海。 （2）海上航行的船只：应尽快，若不能及时靠岸，应采取 三种躲避方法。 （3）对房屋等建筑物进行检查，必要时给予。 2.台风袭击时 （1）外出的人：尽快 （2）室内 A．不要接近的窗户。 B．“”过境，切勿放松警惕。
第二部分合作探究（结合课本知识，探寻下列问题解决方法） ★★★1.如何防避地震灾害？ ★★★2.如何防避台风灾害？ 第三部分随堂检测（利用所学知识，解决下列问题） 1.当地震来临时，我们要抓住一切机会逃生。下列避震措施中正确的是①如果正在上课时发生地震，应抱头、闭眼、蜷曲身体，迅速躲在课桌下②在行驶的汽车内避震，应抓牢扶手，等地震过去后再下车③在户外避震时，应就地选择开阔地蹲下或趴下④在影剧院、体育馆等处避震，应就地蹲下或趴在排椅下，用随身携带的物品挡在头上 A ①②③ B ①②④ C ①③④ D ①②③④ 2.有关室内避震的叙述，正确的是 A．室内“伏而待定”避震法只适用于城市，不适用于农村 B．选择室内空间大的房间躲避C．门、窗边、阳台、厕所、走廊都属于死亡线，应该避开 D．尽量蜷曲身体，降低重心 3.地震时,若不幸被压埋在废墟下,下列自救方法正确的是 A.不停的大声呼救 B.通过睡觉来减少体力消耗 C.用毛巾,衣袖等捂住口鼻,谨防烟尘呛闷窒息 D.不停的祷告 4. 在户外如何避震 A. 室外是安全的，不需要采取任何避震措施 B. 就近选择宽敞的开阔地进行避震 C. 在大楼旁避震 D. 在水库边避震 5.地震引发海啸时怎么办 A. 远离海岸，跑到山上或其他高处 B. 离开海岸后沿着山涧跑 C. 寻求救援队的帮助 D.呆在原地，等待救援 6．一个地区短期内连降暴雨，河水会猛烈上涨，漫过堤坝，淹没农田、村庄，冲毁道路、桥梁、房屋，这就是洪水灾害。发生了洪水，如何自救呢？ （1）受到洪水威胁，如果时间充裕，应按照预定路线，有组织地向等处转移（2）洪水来得太快，已经来不及转移时，要立即爬上，做暂时避险，等待援救。不要单身游水转移。 （3）在山区，如果连降大雨，容易暴发山洪。遇到这种情况，应该注意避免渡河，以防止被山洪冲走，还要注意防止等地质灾害的伤害。 （4）洪水过后，要服用，做好卫生防疫工作，避免发生传染病。