第一节地震波的基本概念讲课文档

第一节地震波的基本概念第一页，共32页。优选第一节地震波的基本概念第二页，共32页。2.波前、波后和波面波前：介质中某一时刻刚刚开始振动的各点组成的面叫波前。

波面：

介质中同时开始振动的各质点所组成的曲面叫波面。第三页，共32页。波后：

介质中某一时刻刚刚停止振动的各点组成的面叫波后。如图:第四页，共32页。在t0时刻，波源开始振动，过了一段时间到了t0’

（t0’>t0

），波源的振动可能停止了或暂时停顿了；到了t1时刻，传播了一段距离。

第五页，共32页。S:t1时到波前，波是不

断前进的，波前、波尾是相对某一时刻的波前、波尾。介质中的任何一点都有一个波面。在V0区域：波已经传播过去，振动已停止；在V1区域：介质振动正在进行；在V2区域：波还没有传到；

第六页，共32页。在一定条件下，可以认为波及其能量是沿一条“路径”从波源传到所考虑的一点P，然后又沿那条“路径”从P点向别处传播，这样的理想路径就叫通过P点的波线，又叫射线。3.波线几何地震学:利用波线的概念来研究地震波的传播问题。第七页，共32页。振动曲线：

4.振动曲线和波形曲线某一质点在不同时刻的情况；第八页，共32页。为了反应各点的振动之间的关系，把同一时刻各点的位移画在同一个图上

，即描述某一时刻各质点偏离平衡位置的曲线。

波形曲线：第九页，共32页。不同的质点可能有不同的振动曲线；

不同的时刻有不同的波形曲线；

在地震勘探中，通常把沿着测线画出的波形曲线叫“波剖面”。

5.正弦波的几个特征：正弦波:

如果各点的振动都是谐振动。第十页，共32页。对于正弦波介质中各部分振动频率等于波源频率，周期T和频率有固定值。

（1）波长λ：

在一个周期内，正弦波沿着波线前进的距离叫波长。波源每振动一次，波长前进一个等于波长的距离λ，波源每秒振动的次数就是频率f，波每秒前进距离是f（即波速v）。第十一页，共32页。第十二页，共32页。如果不是沿着波的传播方向而是沿着别的方向来确定波速和波长时，所得结果叫做正弦波的视速度和波长，用和来表示。（2）视速度：

当涉及的波速和波长时，我们是沿着波的传播方向来考虑问题。第十三页，共32页。如图:为沿着测线方向的视波长

第十四页，共32页。波沿测线方向传播速度

第十五页，共32页。第十六页，共32页。三、地震波传播的规律

1、反射和透射

当波入射到2种介质分界面时，会发生反射和透射。第十七页，共32页。第二种介质

（波阻抗）

当时：地震波才会发生反射。

第一种介质

第十八页，共32页。2.反射定律和透射定律入射面：入射线和法线NP所确定的平面垂直分界面叫入射面。

反射定律：反射线位于入射面内，反射角等于入射角，第十九页，共32页。透射定律：透射线也位于入射面内，而且：

第二十页，共32页。表示：沿着界面，波在两种介质中传播的视速度是相等的。

全反射:

第二十一页，共32页。当到一定程度，但还未到时，已增大到，这时透射波在第二种介质中沿界面“滑行”，出现“全反射”现象。

开始出现“全反射”时的入射角叫临界角

第二十二页，共32页。对于水平层状介质，各层的纵波，横波速度分别用斯奈尔（Snell）定律：第二十三页，共32页。表示入射波为纵波，入射角为，各层纵横波的反射角和透射角分别用表示，则：

P：射线系数第二十四页，共32页。3、费马（Fermat)原理：

波在各种介质中的传播路线满足所用时间为最短的条件。第二十五页，共32页。介质中波所传到的各点，都可以看成新的波源叫子波源，可以认为每个子波源都向各方向发出微弱的波，叫子波。子波是以所在点处的波速传播的。利用惠更斯原理导出反射定律。

4、惠更斯（Huyaens)原理：第二十六页，共32页。5、地震折射波：当入射角时，发生全反射，不产生滑行波，没有透射波，滑行波传播又引起另外的效应，由于两种介质互相密接，滑行波在传播过程中也会反过来影响第一种介质，并在第一种介质中激发新的波，这种由滑行波引起的波，在地震勘探中叫“折射波”。

第二十七页，共32页。四、地震勘探中的常见波炸药爆炸以猛烈的膨胀作用为主，造成岩石的膨胀和压缩，这种形变使质点振动方向与波的传播方向一致，产生纵波；横波：质点振动方向与传播方向垂直;

纵波：质点振动方向与传播方向一致;

㈠按波在传播过程中质点振动方向区分为

在地震勘探中用炸药激发时，一声炮响之后会产生各种各样的地震波。第二十八页，共32页。同一次爆炸产生的纵波比横波强的多，在同一介质中，在地震勘探中，主要用纵波。

又由于实际的爆炸作用不具有球形的对称性，以及实际的地层不是均匀介质，也会产生使质点沿着与波传播方向相垂直的振动，即形成横波。㈡按波在传播过程中的传播路径：直达波，反射波，折射波，透射波。

第二十九页，共32页。第三十页，共32页。直达波：

由震源出发向外传播，没有遇到分界面直接到达接收点的波叫直达波。一个纵波入射到反射面时