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體波
鎖定
- 中文名
- 體波
- 外文名
- body wave
- 領 域
- 地震學
- 分 類
- 橫波、縱波
- 屬 性
- 地震波
- 相關名詞
- L波
體波簡介
體波分類
體波縱波
縱波是通過介質的體積變化即擠壓和拉伸傳播的,在固液氣態介質中均可傳播,速度最快。縱波是質點的振動方向與傳播方向同軸的波。如敲鑼時,鑼的振動方向與波的傳播方向就是一致的,所以聲波是縱波。縱波是波動的一種(波動分為橫波和縱波)。亦稱“疏密波”,縱波的傳播過程是沿着波前進的方向出現疏密不同的部分。實質上,縱波的傳播是由於介質中各體元發生壓縮和拉伸的變形,併產生使體元回覆原狀的縱向彈性力而實現的。因此縱波只能在拉伸壓縮的彈性的介質中傳播,一般的固體、液體、氣體都具有拉伸和壓縮彈性,所以它們都能傳遞縱波。聲波在空氣裏傳播時,由於空氣微粒的震動方向與波的傳播方向一致,所以是縱波。
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體波橫波
橫波的震動方向與傳播方向垂直,通過介質的形態變化而實現,又稱作剪切波,只在固體中傳播,速度較慢。橫波的特點是質點的振動方向與波的傳播方向相互垂直。在橫波中波長通常是指相鄰兩個波峯或波谷之間的距離。電磁波就是橫波。
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所有質點的起振方向都相同。近點先質點,遠點後振動,近點振動超前於遠點。相等時間內傳播相等距離:波形向前推移,波的前端波形保持不變5。而質點只在自己的平衡位置附近振動,並不“隨波逐流”。
波長:在波動中振動相位總是相同的兩個相鄰質點間的距離。對於橫波,相鄰的兩個波峯或相鄰的兩個波谷之間的距離等於一個波長。
頻率:波的頻率就是波源的振動頻率,也是所有質點的振動頻率。
凡是波傳到的地方,每個質點都在自己的平衡位置附近振動。由於波以有限的速度向前傳播,所以後開始振動的質點比先開始振動的質點在步調上要落後一段時間,即存在一個位相差。橫波的傳播,在外表上形成一種“波浪起伏”,即形成波峯和波谷,傳播的只是振動狀態,媒質的質點並不隨波前進。實質上,橫波的傳播是由於媒質內部發生剪切變形(即是媒質各層之間發生平行於這些層的相對移動)併產生使體元恢復原狀的剪切彈性力而實現的。否則一個體元的振動,不會牽動附近體元也動起來,離開平衡位置的體元,也不會在彈性力的作用下回到平衡位置。
固體有切變彈性,所以在固體中能傳播橫波,液體和氣體沒有切變彈性,因此只能傳播縱波,而不能傳播橫波。液體表面形成的水波是由於重力和表面張力作用而形成的,表面每個質點振動的方向又不和波的傳播方向保持垂直,嚴格説,在水錶面的水波並不屬於橫波的範疇,因為水波與地震波都是既有橫波又有縱波的複雜類型的機械波。
描述波的物理量:波長λ、波速v、頻率f
遵循規律:v=λ f
體波地震波
體波定義
地震波(seismic wave)是由地震震源向四處傳播的振動,指從震源產生向四周輻射的彈性波。按傳播方式可分為縱波(P波)、橫波(S波)(縱波和橫波均屬於體波)和面波(L波)三種類型。地震發生時,震源區的介質發生急速的破裂和運動,這種擾動構成一個波源。由於地球介質的連續性,這種波動就向地球內部及表層各處傳播開去,形成了連續介質中的彈性波。
地震學的主要內容之一就是研究地震波所帶來的信息。地震波是一種機械運動的傳佈,產生於地球介質的彈性。它的性質和聲波很接近,因此又稱地聲波。但普通的聲波在流體中傳播,而地震波是在地球介質中傳播,所以要複雜得多,在計算上地震波和光波有些相似之處。波動光學在短波的情況下可以過渡到幾何光學,從而簡化了計算;同樣地,在一定條件下地震波的概念可以用地震射線來代替而形成了幾何地震學。不過光波只是橫波,地震波卻縱、橫兩部分都有,所以在具體的計算中,地震波要複雜得多。
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體波分類
地震波(seismic wave)是由地震震源向四處傳播的振動,指從震源產生向四周輻射的彈性波。按傳播方式可分為縱波(P波)、橫波(S波)(縱波和橫波均屬於體波)和面波(L波)三種類型。地震發生時,震源區的介質發生急速的破裂和運動,這種擾動構成一個波源。由於地球介質的連續性,這種波動就向地球內部及表層各處傳播開去,形成了連續介質中的彈性波。
地震學的主要內容之一就是研究地震波所帶來的信息。地震波是一種機械運動的傳佈,產生於地球介質的彈性。它的性質和聲波很接近,因此又稱地聲波。但普通的聲波在流體中傳播,而地震波是在地球介質中傳播,所以要複雜得多,在計算上地震波和光波有些相似之處。波動光學在短波的情況下可以過渡到幾何光學,從而簡化了計算;同樣地,在一定條件下地震波的概念可以用地震射線來代替而形成了幾何地震學。不過光波只是橫波,地震波卻縱、橫兩部分都有,所以在具體的計算中,地震波要複雜得多。
- 參考資料
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- 1. Varadan, V. K., and Vasundara V. Varadan, "Elastic wave scattering and propagation". Attenuation due to scattering of ultrasonic compressional waves in granular media - A.J. Devaney, H. Levine, and T. Plona. Ann Arbor, Mich., Ann Arbor Science, 1982.
- 2. Schaaf, John van der, Jaap C. Schouten, and Cor M. van den Bleek, "Experimental Observation of Pressure Waves in Gas-Solids Fluidized Beds". American Institute of Chemical Engineers. New York, N.Y., 1997.
- 3. University of Illinois at Chicago (17 July 1997). "Lecture 16 Seismographs and the earth's interior". Retrieved 8 June 2010.
- 4. 陳啓豔,高建虎,董雪華,蔣春玲. 碳酸鹽巖地層橫波速度預測[J]. 天然氣地球科學,2014,25(06):921-927. [2017-08-23].
- 5. 胡建. 地震波屬性可靠性研究[D].大慶石油學院,2004.
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