纵波横波直达波反射波折射波的区别

供稿:hz-xin.com     日期:2024-05-06
如何识别直达波、反射波、瑞雷面波和噪声

  瑞雷波法勘探实质上是根据瑞雷面波传播的频散特性,利用人工震源激发产生多种频率成分的瑞雷面波,寻找出波速随频率的变化关系,从而最终确定出地表岩土的瑞雷波速度随场点坐标(x,z)的变化关系,以解决浅层工程地质和地基岩土的地震工程等问题。
  可以解决的问题:(1)地层划分(2) 地基加固处理效果评价 (3) 岩土的物理力学参数原位测试
  (4) 公路、机场跑道质量无损检测 (5) 地下空洞及掩埋物的探测 (6) 饱和砂土层的液化判别(7) 其他方面的应用:滑坡调查、堤坝危险性预测、基岩的完整性评价和桩基入土深度探测等。
  优缺点:瑞雷波的独特之处是它不受地层速度差异的影响,折射波法和反射波法对于波阻抗差异较小的地质体界面反映较弱,不易分辨,尤其是折射波法要求下伏层速度大于上覆层速度,否则为其勘探中的盲层,瑞雷波法则不存在这类问题。但瑞雷波法的勘探深度受方法本身的限制,明显不如前两者,而纵横向分辨率又高于前两者。
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纵波横波直达波反射波折射波的区别
波就是振动的传播。当波从波源传播出去,就是介质的事。

在同种均匀介质中,振动的传播是匀速直线运动,这种运动,用波速V表征。

对于匀速直线运动,波速V不变(大小不变,方向不变),所以波速V是一个不变的量。

振动是另一回事,介质分子并没有随着波的传播而迁移,介质分子的永不停息的无规则的运动,是热运动,其平均速度为零。

所以,在研究振动和波的问题上,为了使问题尽量简化,我们假定所有的介质分子都是静止的。它们每一个个体的运动,只是简谐振动。

我们知道,作简谐振动的质点的运动速度,时时刻刻都是变化的。如果振动方程是

x=Asinωt

那么,速度就是v=ωAcosωt,

时间t变化,振速v随时间而发生变化。

当振动在介质中传播时,有两种形式,一种叫做P波,又叫做纵波。这种波的特点,就是振速v‖V波速。

另一种叫做S波,又叫横波。这种波的特点,就是振速v⊥V波速。

中学生很喜欢发问,他们会问:如果振速v与波速V 既不在同一直线上,又不互相垂直呢?

这根本不是问题。我们可以认为,这样的波源传播出来的波,含有两列波,一列是纵波,一列是横波。

它们在同一种介质中的传播速度V不同,纵波的速度比横波的速度大得多。所以,在波从波源中传播出来之后,它们就自动分开了。

中学生很喜欢发问,他们会继续问:为什么纵波和横波的波速会不相同的呢?

这时我会反问:什么是纵波?什么是横波?如果最基本的问题都没有搞清楚,却不断地追问下去,最后的结果,除了把自己搞糊涂,没有任何好处。

不断追问的结果,一定是无解的,一定是把自己搞糊涂的。例如:

人为什么吃饭?因为人要活着。人为什么要活着?因为人要做事。人为什么要做事?……没完没了的追问,是很恐怖的事。特别是,还可以有无数版本,例如:

人为什么吃饭?因为人要进行新陈代谢。人为什么要进行新陈代谢?所有有生命的物体都要进行新陈代谢。人为什么要有生命?……没完没了的追问,恐怖不恐怖?

我们如果对分子运动论很熟悉,就会知道,既然我们研究的介质分子是静止的、均匀分布的,那么,对于纵波来说,当振子向前运动时,它将占据前方原来均匀分布介质分子的空间,把原来的介质分子压缩在一个小空间中,形成一个密部。

密部的分子之间的距离变小,呈现的分子力是斥力。斥力使分子向周围作离心运动。离心运动的结果,使原来是密部的小空间变成疏部,而周围的空间变成新的密部。

那么,宏观地看,相当于原来密部变成疏部,而且密部传播出去。

那么,新的疏部也传播出去。

于是,宏观地看,振子(波源)不断向外传播出密疏相间的振动,这就是纵波。

显然,分子力的斥力较为强大,而且作用范围较近,因此,振动传播出去的速度较快。所以,纵波的传播速度较快。

不仅如此,这一叙述对所有介质都适用。所以,纵波可以在固体、液体、气体的内部传播,也可以在固体的表面传播,却不可以在液体和气体的分界面上传播。

中学生一定会追问?为什么纵波不可以在液体和气体的分界面上传播?

在液体和气体的分界面上,液体的表面层分子比较稀薄,形成一个呈现表面张力的特殊层。这一层如果出现密部和疏部,意味着液体的表面粉碎。

表面张力不允许液体表面粉碎,所以液体表面不能传播纵波。

那么横波呢?对于波速V,介质分子是横向运动的,它们之间的分子力主要为分子引力,力较小,作用范围又较大,所以振动的传播比较慢。

气体分子之间没有横向力,液体内部的分子之间也没有横向力,所以,横波不能在气体中传播,也不能在液体中传播。横波可以在固体内部、固体表面、液体和气体的分界面上传播。

当地震发生时,强大的能量在震中释放出来,造成破坏。例如,四川汶川地震播放的能量,相当于256颗原子弹同时爆炸。这样巨大的能量,有部分以地震波的形式,传播出去。

其中,当然有纵波和横波。

由于纵波可以在地球内部的所有介质中传播,所以,传播到台湾、北京等遥远的地方的地震波,主要是纵波。纵波在建筑物中引发的震感,就是水平晃动。楼层越高,感觉越明显。

横波呢?横波在地球内部传播时,遇到地下水、或者河流、海洋,就会"过不去"。横波在震中附近的建筑物中引发的震感,就是竖直巅波。

对于抗震级数不够的建筑物,竖直巅波会直接破坏建筑的内部结构,破坏性比纵波强烈得多。

虽然,震中之外的地方,横波比纵波来得慢,它震松了建筑结构,并没有造成坍塌。可是等下一个纵波到来时,已经震松了的建筑结构,如何能够经受水平的晃动?这就是余震比主震级数低,破坏力却更大的主要原因。

通常,主震到余震之间有一定的时间,如果能够抓紧这段时间,撤离建筑物,到空旷的地方去,那么,需要挖掘救助的机会,就会大大降低。

高二物理 波的问题
答:两种反射波的反射角和两种折射波的折射角都有一定的规律。当波在传播中遇到一个实物,这时不仅出现单纯的反射和折射,还将出现其他分布复杂的波,包括衍射波。这种现象统称散射(在有些文献里,散射同衍射两个概念是不严格区...

地震波在分界面上的传播规律
答:我们把直接由震源发出的波叫直达波,把入射到分界面的波叫入射波,把由分界面的反射、透射、折射所产生的波,分别叫反射波、透射波和折射波。这里所说的透射波是指几何光学中的折射波;地震勘探中的折射波,则是一种在特殊条件下形成的...

地震波包括
答:横波是地震时造成建筑物破坏的主要原因。这就像把石子投入水中,水波会向四周一圈一圈地扩散一样。同时,当它遇到界面时,也会发生反射和折射。从震源发出没有经过反射或折射直接到达地表的纵波叫直达波(P);经过核幔界面...

层状介质中的地震波动射线
答:此时在S点可以接收到沿三条不同路径到达的波:直达波(以 或Pg表示),它是上层介质内从F点直接到达S点的波。莫霍界面(Moho)反射波(以P11或PmP表示),它是在两种介质分界面上发生反射,然后到达S点的波。上地幔...

怎样区分横波和纵波
答:以下是横波和纵波的区别:1、类型不同介质中质点的振动方向与波的传播方向相互平行的波,称为纵波。2、介质中质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波,称为横波。3、特点不同纵波其特点是:介质的质点受到交变拉压应力...

高中物理 各种波的区别
答:横波和纵波是从波的振动方向和传播方向平行或则垂直的角度讲,传播方向与振动方向垂直是横波,电磁波和光的振动方向与传播方向垂直属于横波。地震波既有横波也有纵波,纵波的传播速度比横波快,所以地震来临时,先上下颠簸再左右...

τ-p域各种波的运动学特点
答:由于直达波时距曲线在无限远处与同一界面的反射波时距曲线相切,即在该处具有相同的斜率(p值),故直达波与反射波在p轴上共点。而面波时距曲线因斜率大于直达波时距曲线,故p值大,它的“点”位于椭圆外。折射波时距...

驻波和横波有什么区别?
答:驻波 :频率相同、传输方向相反的两种波(不一定是电波),沿传输线形成的一种分布状态。其中的一个波一般是另一个波的反射波。在两者电压(或电流)相加的点出现波腹,在两者电压(或电流)相减的点形成波节。横波:是波动...

纵波与横波的主要区别是什么?
答:1、含义不同 介质中质点的振动方向与波的传播方向相互平行的波,称为纵波。介质中质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波,称为横波。2、特点不同 纵波是推进波,最先到达震中,又称P波,它使地面发生上下振动,破坏性...

远震地震波类型
答:1.地幔折射波 地幔折射波是指从震源出发,经地幔后在地面出射的波,通常以P,S表示。地幔折射波(也称远震直达波)是在地幔层圈中传播的基本震相,如图3-10所示。其在地面出射的最远震中距离约为105°(P)和107°(...