第三章 从弹性波到地震波

地震勘探原理各章重点复习资料第⼀章：1、地球物理勘探:是根据地质学和物理学的基本原理，利⽤电⼦学和信息论等许多学科领域的新技术建⽴起来的⽅法，简称物探⽅法。

也就是，根据地层和岩⽯之间的物理性质不同来推断岩⽯性质和构造。

2、主要物探⽅法：地震勘探(岩⽯弹性的差别)—勘探地震学⾮地震类：重⼒勘探(岩⽯的密度差别)磁法勘探(岩⽯的磁性差别电法勘探(岩⽯的电性差别)3、重⼒勘探是研究反映地下岩⽯密度横向差异引起的重⼒变化，⽤于提供构造和矿产等地质信息。

重⼒异常的规模、形状和强度取决于具有密度差的物体⼤⼩、形状及深度。

重⼒勘探的任务是通过研究地⾯、⽔⾯、⽔下（或井下）或空间重⼒场的局部或区域不规则变化（即局部重⼒异常或区域重⼒异常）来寻找埋藏在地下的矿体和地质构造4、磁法勘探就是测定和分析各种磁异常，找出磁异常与地下岩⽯、地质构造及有⽤矿产的关系，作出地下地质情况和矿产分布等有关结论。

磁法勘探主要⽤来研究地质构造；研究深⼤断裂；计算结晶基底的埋深；寻找油⽓、煤⽥的构造圈闭、盐丘等，寻找磁铁矿床、⾦属和⾮⾦属矿床等。

5、电法勘探就是利⽤⼈⼯或天然产⽣的直流电场或电磁场在地下的分布规律来研究地球结构、地质构造及找矿的⼀种物探⽅法。

电法勘探是以岩⽯或矿⽯的电性差异为基础的，主要研究的电性差异参数包括：电阻率（ρ）、激发极化率（η）、介电常数（ε）、导磁率（µ）、电化学活动性等。

电法勘探的内容⼗分丰富，它们⼴泛应⽤于⾦属及⾮⾦属、⽯油、⼯程地质、⽔⽂地质等勘探研究⼯作中。

6、地震勘探⽅法就是利⽤⼈⼯⽅法激发的地震波(弹性波)，研究地震波在地层中传播的规律，来确定矿藏（包括油⽓，矿⽯，⽔，地热资源等）、考古的位置，以及获得⼯程地质信息。

地震勘探所获得的资料，与其它的地球物理资料、钻井资料及地质资料联合使⽤，并根据相应的物理与地质概念，能够得到有关构造及岩⽯类型分布等信息。

7、地震波的激发和接收，提取有⽤信息。

第一章地震学的研究范围和历史全球每年发生500万次地震，人们可以感觉的仅占1%，造成严重破坏的7级以上的大地震约有18次，8级以上的特大地震1~2次。

全世界有6亿多人生活在强震带上，上个世纪约有200万人死于地震，预计二十一世纪将有约1500万人死于地震。

我国是个多地震国家，20世纪以来，我国发生了800多次6级以上的地震，平均每年约8次；历史记载全球死亡超过20万人的地震有6次，其中在中国就有4次。

第一节什么是地震学？地震学包括：一、地震的科学以及地球内部物理学，后者主要研究地震波的传播，从而得出地球内部结构的结论；二、弹性波（地震波）的科学，主要研究地震、爆炸等激发的弹性波的产生、在地球内部的传播、记录以及记录的解释；三、应用：地震勘探、工程地震学、识别核爆。

固体地球物理学则是通过观测地球表面上的物理效应来研究地球内部的物质的性质第二节地震学的研究范围和主要的研究方面研究范围的三个方面一、宏观地震学：主要是指地震宵害的调查和研究、地区基本烈度的划分，以达到为建筑物的抗震设计提供合理的资料和指标，并为地震预报提供宏观数据。

二、地震波的传播理论：根据地震台风网观测得到的地震资料，研究地震波的发生及传播特征，并利用来研究地壳和地球内部的结构、组成和状态。

三、测震学：内容包括地震仪器的研制、地震观测台网的布局以及记录图的分析、处理和解释工作。

第三节地震学的基本名词和概念2）按震源深度划分：✧浅源地震：震源深度小于60km的天然地震；✧中源地震：震源深度在60-300km之间的地震称为中源地震；✧深源地震：震源深度大于300km的地震已记录到的最深地震的震源深度约700公里。

有时也将中源地震和深源地震统称为深震。

（3）按震中距划分：✧地方震：震中距小于100km的地震；✧近震：震中距小雨1000km的地震；✧远震：震中距大于1000km的地震；（4）按震级划分：✧弱震：M<3的地震；✧有感地震：3<M<4.5的地震；✧中强震：4.5<M<6的地震；✧强震：M 6的地震；地震波波长：数百米至数千米第三节古代人类对地震的认识一、地震学前史在科学不发达的过去，人们对地震发生的原因，常常借助于神灵的力量来解释。

弹性波传播与波导技术弹性波传播与波导技术是现代科学研究中的重要内容，涉及到材料科学、地质工程、无损检测等多个领域。

本文将从弹性波的基本概念出发，探讨其传播特性与应用价值，并介绍波导技术在弹性波传播中的应用。

弹性波是一种在固体材料中传播的波动现象，包括纵波和横波两种形式。

纵波是材料中分子振动的一种沿着波传播方向的垂直波动，而横波则是分子振动与波传播方向垂直的波动。

弹性波的传播速度和传播方向与材料的性质密切相关，因此对于不同材料的弹性波传播研究具有重要的意义。

在材料科学领域，弹性波传播研究可用于材料的力学性质和结构分析。

通过测量材料中弹性波传播速度以及振动模式的成分，可以推断出材料的导波特性和内部结构。

这对于材料的设计和制备具有重要参考价值。

例如，在复合材料的制备过程中，可以利用弹性波传播研究不同层次之间的黏结情况，从而优化制备工艺，提高材料的性能。

地质工程领域也广泛应用了弹性波传播技术。

地震波是一种弹性波，通过测量地震波在地下传播的速度和方向，可以了解到地下的岩石结构以及地震波在不同介质中的传播规律。

这对于地质勘探和灾害预警具有重要意义。

此外,也可以通过分析地震波的传播路径和传播速度，推断地下物质的化学组成和温度分布等信息，从而为资源勘探和环境保护提供依据。

无损检测是另一个利用弹性波传播技术的应用领域。

无损检测是指在不破坏被检测物体的条件下，通过测试其表面弹性波的传播和反射情况，来判断被测物体内部的结构和缺陷情况。

例如，在建筑结构和航空航天领域，人们可以利用弹性波传播速度和反射率的变化来检查墙壁、桥梁和飞机零件是否存在微裂纹等缺陷。

这种方法快速、准确，可以检测到被检测物体内部微小的隐蔽缺陷。

在实际应用中，波导技术是弹性波传播的重要工具之一。

波导是一种能够将波导向特定方向传播的结构。

在弹性波传播中，波导可以通过特定的几何形状和材料参数来控制波的传播路径和传播速度。

例如，利用波导技术可以设计出一种弓形结构，使得弹性波从一端进入，沿着弓形路径传播到另一端，而在其他方向上则无法传播。

高二地理选修六第三章第三节教案5篇全面贯彻“三个面向”战略指导思想，渗透和灌输可持续发展的战略思想。

以素质教育为根本宗旨，以培养创新精神和实践能力为重点，充分发挥学生的潜能，提高学生的全面素质和自学能力。

那么在学习地理的过程中有哪些教案会比较好呢下面是小编为大家整理的5篇高二地理选修六第三章第三节教案内容，感谢大家阅读，希望能对大家有所帮助！高二地理选修六第三章第三节教案1【教学目标】一、知识要求:1.使学生了解地球的圈层构造，初步掌握地球内部圈层的组成和划分依据2.使学生了解各内部圈层的界限、厚度、物理性状等。

二、能力要求：1.使学生了解研究地球内部构造的方法，从而认识人类对未知事物所进行的探索实践，激发同学们学科学、爱科学的兴趣及责任感。

2.了解地球内部圈层划分实况及各层主要特点，从宏观上认识全球的整体面貌，形成地球系统观念。

3.通过归纳、总结、对比地球内部各层的特点，对学生进行综合归纳等思维能力的培养和训练。

三、情感目标通过学习对学生进行热爱自然、热爱科学的教育，鼓励学生献身于科学教育事业。

【教学重点】1.地震波的波速及传播特点，区别横波与纵波。

2.地球内部圈层划分实况及各层主要特点，特别是地壳的特点。

3.岩石圈概念，软流层知识。

4.激发同学学科学、爱科学的兴趣及责任感，地球系统观念的形成。

【教学难点】1.“地幔”的有关知识。

2.激发学生学科学、爱科学的兴趣及责任感，形成地球系统观念。

【课时安排】1课时【教具设计】地震波速度与地球内部构造图，地球内部结构示意图，投影片(或多媒体、图片)。

【教具设计】【讲授过程】【导入新课】“谈天”是为了“说地”，“谈天”中已知地球的形状──球体，但它既不同于篮球──空心，也不同于铅球──均质体，而是从里向外划分为若干个球形的层次──圈层(出示“地球的圈层构造”示意图)。

地球有六大圈层：内部三个，外部三外，界限是固态的地表。

六大圈层中，与人类关系最密切的有四个(“立足之地”──地壳、“空气”──大气圈、“水”──水圈、“食物”──生物圈)，今天我们这节课就主要讲述这几大圈层，【板书】第四节：地球的圈层结构【过渡】首先我们学习地球的内部圈层：【引发思考】地球内部因地壳的阻挡，对人类来说始终是神密的，我们怎么会知道地球内部是由地壳、地幔、地核组成的呢【讨论】学生讨论人类用什么方法可以了解地球【学生回答】略。

（完整版）北京大学《地震概论》重点知识点地震概论笔记（2016春）第一章地震学的研究范围和历史1. 地震是一种常见的自然现象，全球每年约发生500万次地震。

全球有6亿多人生活在强震带上，20世纪约有200万人死于地震，预计21世纪将约有1500万人死于地震。

我国是多地震国家，历史记载死亡人数超过20万人的地震，全球6次，中国4次。

2.地震的两面性：①自然灾害②给人类了解地球内部的信息3.地震：地球内部介质（岩石）突然破坏，产生地震波，并在相当范围内引起地面震动。

破坏开始的地方称为震源（地球内部发生地震的地方。

理论上看成一个点，实际上是一个区）震源深度：将震源看做一个点，此点到地面的垂直距离称为震源深度。

4.震中：震源在地表上的垂直投影。

震中距：观测点与震中的大圆弧距离（在地面上，从震中到任一点沿大圆弧测量的距离）可证明是两点间的最短距离。

烈度：宏观，实际的破坏程度（我国12度烈度表）震级：微观标准表示地震能量大小，仪器测量（地震差一级，能量相差32倍（101.5），两级相差1000倍:log E＝11.8+1.5M，E：能量，M：震级）两者都反映地震大小5.分类：地震序列：①主震型（一个主震，多个余震）②震群型按震源深度分：①浅源：震源深度< 60km ②中源：60-300km ③深源：> 300km 按震中距分：①地方震：震中距<100km ②近震：<1000km ③远震：>1000km （以观测点为圆心，1000km为半径）6. 地震学是应用物理类课程。

地震学只有100多年的历史，中日美在地震学三足鼎立第二章地震波第一节波的性质简述1.液体、气体只能传播纵波，固体可以传播横波（S波）、纵波（P波）2.波线和波阵面垂直3.远离波源的球面波波面上任何一小部分视为平面波第二节地震波1. P波和S波的主要差异总结：vP=√3vS（1）P波的传播速度比S波快，地震图上总是先出现P波。

弹性波传播及其在地震勘探中的应用地震勘探作为一种常见的地球物理勘探方法，可通过观测和分析地震波传播特性来获取地下构造信息。

在地震勘探中，弹性波传播是一个重要的概念和过程，它对地震波的传输、反射和折射起着关键作用。

一、弹性波传播的基本原理弹性波是指在介质中传播的一种能量传递方式，它是由介质中的微小变形引起的机械波。

根据传播介质的不同，弹性波可分为横波和纵波。

横波是垂直于波传播方向的波动，而纵波则是平行于波传播方向的波动。

弹性波在地震波传播中的应用十分广泛。

地震波以弹性波的形式传播，通过地下不同介质的反射和折射，形成地震剖面图像。

地震波在不同类型地下介质中传播时，会发生能量转换和散射，这些过程正是地震勘探中的关键环节。

二、弹性波在地震勘探中的应用地震勘探中，弹性波的传播路径和速度对于解释地下构造非常重要。

通过地震波的传播时间、速度和振幅等信息，可以获得地下岩石的属性和构造特征。

1. 波速分析：利用地震波传播时间和距离的关系，可以计算出地下介质的波速。

不同介质波速的差异，会导致地震波在地下的传播路径发生弯曲和折射，从而使地震波在地下产生反射和折射。

2. 弹性模量测定：地震波在地下介质中的传播速度与介质的弹性模量有关，因此可以通过地震波的传播速度推测介质的弹性模量。

根据地震波传播速度的变化，可以分析地下岩石的力学性质，如硬度、脆性等。

3. 地下构造解释：通过观测地震波的反射和折射特征，可以推断地下岩石的层序和结构。

不同介质的边界会导致地震波的反射，而介质的不均匀性则会引起地震波的折射。

通过对地震波反射和折射的分析，可以获得地下构造的形态和分布。

4. 井下地震监测：井下地震监测是地震波传播特性在井内进行观测的一种方法。

通过在井内观测地震波的传播特性，可以提高地震勘探的精度和分辨率。

5. 地震成像：地震成像是地震波传播特性在地下进行观测和分析的一种手段。

通过将地震波的传播路径和速度转化为地下构造信息，可以生成地震剖面图像，从而获得地下岩石的分布和形态。

地震物理地震学物理地震作为一种自然灾害，一直以来都是人们所关注的话题。

而其发生原因，是与物理学密切相关的。

在物理研究领域，地震运动是弹性波传播的典型现象，其研究和理解，对于预测和减轻地震灾害具有重要意义。

那么，地震学物理究竟是什么呢？从不同的物理角度来看待地震运动，可以分为以下三类：一、弹性波传播地震运动是源自地球内部的能量释放，随后在地球表面以波形式传播。

根据不同的传播介质不同，其行波特征也不同。

在均质的介质中，地震波速度是仅仅与介质物理性质有关系，不随震源距离、地面高度和有无散射改变。

在这种情况下，地震波可分为三种：纵波、横波和面波。

纵波和横波是弹性波最基本的两种类型。

纵波是指在弹性介质中沿着波的传播方向，在正向和反向上均要发生压缩和膨胀变形的波动。

而横波则是指在介质中相邻两点之间发生剪切变形的波。

除此之外，面波是由均匀介质的纵波和横波经地表反射而形成。

在实际的地震波中，往往不是单一的波，而是一组波组合而成的复合波。

二、地震波形地震波形是指地震运动在地面上的实际表现形式，可以从其震源的性质、波源位置和传播路径三个方面来进行分析。

通常情况下，地震波形可以用震级、震源机制和震源深度等参数来进行描述。

其中，震源机制与地壳构造有关联，对于大地震的预测和对地壳构造的理解有重要作用。

而震源深度对于地震波的传播速度和地震产生的破坏程度也有着重要的影响。

随着计算机处理能力的不断提升，现如今通过高速数值模拟的方式来模拟地震波非常普遍。

研究者可以模拟各种不同等级、不同样式的地震波形，以便更好地理解地震现象。

三、地震探测地震探测是利用地震波在地下介质中传播的特性，获得地下某种介质结构特征的一种技术手段。

地震勘探中经常利用的是反射和折射两种技术方式。

其中，反射波法利用不同密度介质之间的反射特性，通过地震波在地表反射时所产生的波形改变，来确定地下岩石、矿层等地层结构。

而折射波法则是根据地震波由一种介质进入另一种介质时所发生折射的特性，来对介质的性质进行推测。

弹性波在地球内部的传播与地震学地震是地球内部发生的一种弹性波传播现象。

地震波的传播路径以及它对地壳和岩石的影响对地震学研究至关重要。

弹性波通过地壳和岩石的传播，提供了揭示地球内部结构和物理特性的关键线索。

地震波主要分为两类：纵波和横波。

纵波是指沿传播方向的振动方向与波动传播方向一致的波，而横波则是指沿传播方向的振动方向与波动传播方向垂直的波。

这两种波的传播速度和路径不同，因此在地震学中发挥着不同的作用。

纵波是地震波中传播速度最快的一种波。

当地震发生时，纵波会首先到达地表，被称为P波。

P波可以穿过液体、气体和固体的介质，其传播速度与介质的密度和弹性模量有关。

通过测量P波的到达时间和传播速度，地震学家可以确定地震发生的位置和规模。

此外，P波的传播路径还可以提供地球内部岩石的物理性质信息，如密度、压力和温度等。

横波是地震波中传播速度稍慢的一种波。

它在地震事件发生后稍晚于P波到达地表，被称为S波。

S波只能在固体介质中传播，无法穿越液体和气体。

S波的传播速度与介质的剪切模量有关。

通过测量S波的到达时间和传播速度，地震学家可以进一步确定地震发生的深度和震源机制。

除了纵波和横波，地震波还会在地球内部发生折射和反射。

当地震波从一种介质传播到另一种介质时，它会发生折射，改变传播方向。

这个现象在地震学中被用来研究不同地层的界面和地球内部的结构。

地震波还会在介质之间的边界上发生反射，反射波可以提供地下地层的界面信息。

弹性波在地球内部的传播和地震学研究帮助我们了解地球内部的构造和物理特性。

通过测量地震波的传播速度、到达时间和路径，我们可以揭示地下岩石的密度、压力、温度等物理特性。

这些信息对于研究地球的地壳构造、地震活动和地球深部的动力学过程都具有重要意义。

总之，弹性波在地球内部的传播对地震学的研究至关重要。

它不仅提供了地震发生位置和规模等基本信息，还可以揭示地球内部的结构和物理特性。

通过探索和分析地震波的传播，我们可以更好地理解地球的内部动力学过程，进而为地震预警和减灾工作提供科学依据。

第三章地震波动方程现在，我们用前一章提出的应力和应变理论来建立和解在均匀全空间里弹性 波传播的地震波动方程。

这章涉及矢量运算和复数，附录2对一些数学问题进行 了复习。

3・ 1 运动方程（Equation of Motion ）前一章考虑了在静力平衡和不随时间变化情况下的应力、应变和位移场。

然 而，因为地震波动是速度和加速度随时间变化的现象，因此，我们必须考虑动力 学效应，为此，我们把牛顿定律（F =阳）用于连续介质。

3. 1.1 一维空间之振动方程式质点面上由于应力差的存在而使质点产生振动。

如图1-3所示，考虑一薄棒向x 轴 延伸，其位移量为U ：uFig3-1则其作用力为“应力” X “其所在的质点而积S 所以其两边的作用力差为惯量（inertia ）为pdxds晋所以得出(3-1)3-1式表示，物体因介质中的应力梯度（stress gradient ）而得到加速度。

如果Pds((y(x + dx)- b(.Q)=dedxds其中P 为密度（density ）o 为应力（stress ）二E 竺。

dXdx ・ dsdr dx与E为常数，则3-1式可写为其中"厉运用分离变量法求解(3-2)式，设u=F(x)T(t), (3-2)式可以变为r 竺 则可得：考虑欧拉公式：e lM = cos(<yf) + i sin (6Jf), e^iC ，x = cos (期)-jsin (劲)r —(x+i7)-i —(.x+c7)J —(x-cf)-r —(.t-cv)// = Ae e +Be c +Ce c + De c(3-3)其中A, B, C, D 为根据初始条件和边界条件确定的常数。

考虑到①可正可负，方程式的解具有u = f(x-ct)+g(x+ct)的形式，其中f 及g 为波的函数，以C 的波行速度向+X 与-X 方向传递。

我们可以采用如下程序模拟地箴波的传播。

平面波在均匀介质里沿X 方向传播, 剪切波的齐次微分方程可表达为：这里"是位移。