中南大学汤井田老师电磁法勘探——1-3 电磁法的数学物理基础ppt课件

2
0

0 I
4a
ˆz a
ppt课件
O点产生的磁感应强度: 0 I
B B1 B2 B3
ppt课件 2
3. 库仑定律
F21
q1q2 ˆR21 a 2 4π 0 R21
其中： 0为真空中介电常数。
0
1 109 8.85 1012 36 π
q1
R21
q2
F/m
q1
4. 电场强度的计算 q1qt2 ˆR21 F21 a 2 4π 0 R21
R21
q 2t
E

q 1 1 q R2 R1 4π 0 R1 R2 4π 0 R R 1 2
R1 R l cos 2 l R2 R cos 2
因为： l R 则： R2 R1 l cos
2 l R2 R1 R 2 cos2 R 2 4
15
(三) 磁场
Fm
产生磁场的源： a.永久磁铁 b.变化的电场 c.电流周围，即运动的电荷
v
B
1. 什么是磁场？
Fm qv B
存在于载流回路或永久磁铁周围空间，能对运动电荷 施力的特殊物质称为磁场。 ˆv Fm a B lim qt 0 2. 磁感应强度 B的定义 qt v
ˆv 和磁感应强度 B 三者相互 可见： 磁场力 Fm 、运动速度 a 垂直，且满足右手螺旋法则。
ppt课件 16
3. 磁感应强度的计算
安培力实验定律：
dF21 ˆR ) 0 I 2dl2 ( I1dl1 a 4π R
2
电流元
I1
I 2dl2
I2
I1dl1

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➢数据处理
总磁化强度：感应磁化强度Mi与剩余磁化强度Mr的合成
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➢数据处理
描述磁场的参量： T，H，X，Y，Z,I,D 异常 Ta,Ha(Hax,Hay),Za， DT
Page 6
➢DT的物理意义
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➢DT的物理意义
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➢DT的物理意义
因此，可以把DT看作是Ta在固定方向 的投影，这样，DT的物理意义与Za、 Ha类似，都是Ta在固定方向的分量！ 在高纬度地区DT与Za是近似的！
趋势分析法分离区域场与局部场 1、理论模型观测值；2、理论模型的区域场；3、分离后的区域场；4、 理论模型的局部场；5、分离后的局部场
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➢三、位场处理和转换
4、圆滑滤波与区域场局部场分离
滑动平均法，插值切割场法，趋势分析法 ，差值场法 ，匹配滤 波法
180 160 140 120 100
2、特征点法 利用磁异常曲线上一些特征值，如极大值、半极值 ，1/4极值，拐点，零值点及极小值等坐标位置和 坐标之间的距离，求解磁源体参量的方法称为特征 点法。其实质就是解出不同形状磁源体磁场解析式 的特征点与该形体参量间的关系式，然后由异常曲 线上读取各个特征值代入相应关系式求得反演结果 。
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DT的物理意义
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➢数据处理
剖面内有效磁化强度Ms与有效磁化倾角Is的计算
M xM cosIcosA M scosis M cosIsinA
My=McosIsinA’=McosIcosA Mz=MsinI=Mssinis
Ms=M co s2Ico s2A sin2I t g i s t g Is e c A t g Ic s c A

3）野外数据采集实现了自动化或半自动化，不仅采集速度快， 而且避免了手工操作所出现的错误；
4）可以对资料进行预处理并显示剖面曲线形态，脱机处理后 还可以自动绘制和打印各种成果图件；
5）与传统的电阻率法相比，明显具有成本低、效率高、获取 信息丰富、解释方便等优点，其勘探能力显著提高。
2.1.2 高密度电阻率法
图2-3 平行低阻脉 上联合剖面异常
第一节 高密度电阻率法
2.1.1 有关电法勘探的一些基本概念的回顾 (二) 对称剖面法
图2-4 对称剖面法电极装置示意图
第一节 高密度电阻率法
2.1.1 有关电法勘探的一些基本概念的回顾
(三) 中间梯度法
S
KUMN I
K
2
1 11 1
AM AN BM BN
均值、方差； 计算电极调整
系数； 视参数分级。
图2-21坝址左岸测线高密度电法反演断面图
四.高密度电阻率法的资料处理及正演模拟
(一)资料处理 2、比值换算方法 3、滤波处理方法，自己看看书，不讲。 4、资料处理系统简介(高密度电阻率法资料
处理程序框图见图2-22 )
(二)正演模拟(略)
图2-22 资料处理系统程序框图
(三)激发极化法
激发极化法在工程地球物理勘探中主要用于 寻找地下水。
1. 激发极化场的时间特性
图2-14 岩、矿石的充、放电曲线
(三)激发极化法
2. 激发极化场的频率特性
图2-15黄铁矿人工标本的激电频率特性曲线
(三)激发极化法
3.激发极化的测量参数
(1)视极化率（ s ）
((32))视衰频减散度率（（DP）s ）
第二章 工程电法与电磁法勘探
第一节 高密度电阻率法

B
0 4
I
sindl
r2
0 4
sin2
a2
I
sin
ad sin2
2
1
0 4a
I
sin d
0I 4a
(cos1
cos2 )
Y
I 2
dl
r
l
1
r0
B
0I 4a
(cos1
cos2 )
O
a
dB
P
X
或：
B
0I 4a
(sin
2
sin
1)
注意角度的定义
30
(15)磁场、磁感应强度
讨
B
0I 4a
(cos1
Bb
b
Ba a
Bc
c
B
16
(15)磁场、磁感应强度
enB B
ds ds
通过小垂直面元 dS
的磁力线数目dm与dS
的比值称为磁感应线密
度。我们规定磁场中某
点的磁感应线密度数值
上等于该点磁感应强度
dS dS cos
的大小
B d d
dS dS cos
性
•磁感应线是无头无尾的闭合曲线 •磁场中任意两条磁感应线不相交。
cos2 )
论 无限长载流直导线 1 0 2
电流与磁感强度成右螺旋关系
B 0I 2a
B 0I
2πa
I B
I XB
半无限长载流直导线
1
B
2
0
I
2
4a
I
o
a
*P
31
(15)磁场、磁感应强度
思考
无限长载流直导线