基础物理常数全表PDF
Fundamental Physical Constants—Complete Listing
Relative std.
Quantity Symbol Value Unit uncert.u r
UNIVERSAL
speed of light in vacuum c,c029*******m s?1(exact) magnetic constantμ04π×10?7N A?2
=12.566370614...×10?7N A?2(exact) electric constant1/μ0c2ε08.854187817...×10?12F m?1(exact) characteristic impedance
of vacuum μ0/ 0=μ0c Z0376.730313461...?(exact) Newtonian constant
of gravitation G6.673(10)×10?11m3kg?1s?21.5×10?3
G/ˉh c6.707(10)×10?39(GeV/c2)?21.5×10?3 Planck constant h6.62606876(52)×10?34J s7.8×10?8 in eV s4.13566727(16)×10?15eV s3.9×10?8 h/2πˉh1.054571596(82)×10?34J s7.8×10?8 in eV s6.58211889(26)×10?16eV s3.9×10?8
Planck mass(ˉh c/G)1/2m P2.1767(16)×10?8kg7.5×10?4 Planck lengthˉh/m P c=(ˉh G/c3)1/2l P1.6160(12)×10?35m7.5×10?4 Planck time l P/c=(ˉh G/c5)1/2t P5.3906(40)×10?44s7.5×10?4
ELECTROMAGNETIC
elementary charge e1.602176462(63)×10?19C3.9×10?8
e/h2.417989491(95)×1014A J?13.9×10?8
magnetic?ux quantum h/2eΦ02.067833636(81)×10?15Wb3.9×10?8 conductance quantum2e2/h G07.748091696(28)×10?5S3.7×10?9 inverse of conductance quantum G?1012906.403786(47)?3.7×10?9 Josephson constant a2e/h K J483597.898(19)×109Hz V?13.9×10?8 von Klitzing constant b
h/e2=μ0c/2αR K25812.807572(95)?3.7×10?9
Bohr magneton eˉh/2m eμB927.400899(37)×10?26J T?14.0×10?8 in eV T?15.788381749(43)×10?5eV T?17.3×10?9
μB/h13.99624624(56)×109Hz T?14.0×10?8
μB/hc46.6864521(19)m?1T?14.0×10?8
μB/k0.6717131(12)K T?11.7×10?6
nuclear magneton eˉh/2m pμN5.05078317(20)×10?27J T?14.0×10?8 in eV T?13.152451238(24)×10?8eV T?17.6×10?9
μN/h7.62259396(31)MHz T?14.0×10?8
μN/hc2.54262366(10)×10?2m?1T?14.0×10?8
μN/k3.6582638(64)×10?4K T?11.7×10?6
ATOMIC AND NUCLEAR
General
?ne-structure constant e2/4π 0ˉh cα7.297352533(27)×10?33.7×10?9 inverse?ne-structure constantα?1137.03599976(50)3.7×10?9
Fundamental Physical Constants—Complete Listing
Relative std.
Quantity Symbol Value Unit uncert.u r Rydberg constantα2m e c/2h R∞10973731.568549(83)m?17.6×10?12
R∞c3.289841960368(25)×1015Hz7.6×10?12
R∞hc2.17987190(17)×10?18J7.8×10?8 R∞hc in eV13.60569172(53)eV3.9×10?8
Bohr radiusα/4πR∞=4π 0ˉh2/m e e2a00.5291772083(19)×10?10m3.7×10?9 Hartree energy e2/4πε0a0=2R∞hc
=α2m e c2E h4.35974381(34)×10?18J7.8×10?8 in eV27.2113834(11)eV3.9×10?8 quantum of circulation h/2m e3.636947516(27)×10?4m2s?17.3×10?9
h/m e7.273895032(53)×10?4m2s?17.3×10?9
Electroweak
Fermi coupling constant c G F/(ˉh c)31.16639(1)×10?5GeV?28.6×10?6 weak mixing angle dθW(on-shell scheme)
≡1?(m W/m Z)2sin2θW0.2224(19)8.7×10?3 sin2θW=s2
W
Electron,e?
electron mass m e9.10938188(72)×10?31kg7.9×10?8 in u,m e=A r(e)u(electron
relative atomic mass times u)5.485799110(12)×10?4u2.1×10?9 energy equivalent m e c28.18710414(64)×10?14J7.9×10?8 in MeV0.510998902(21)MeV4.0×10?8
electron-muon mass ratio m e/mμ4.83633210(15)×10?33.0×10?8 electron-tau mass ratio m e/mτ2.87555(47)×10?41.6×10?4 electron-proton mass ratio m e/m p5.446170232(12)×10?42.1×10?9 electron-neutron mass ratio m e/m n5.438673462(12)×10?42.2×10?9 electron-deuteron mass ratio m e/m d2.7244371170(58)×10?42.1×10?9 electron to alpha particle mass ratio m e/mα1.3709335611(29)×10?42.1×10?9
electron charge to mass quotient?e/m e?1.758820174(71)×1011C kg?14.0×10?8 electron molar mass N A m e M(e),M e5.485799110(12)×10?7kg mol?12.1×10?9 Compton wavelength h/m e cλC2.426310215(18)×10?12m7.3×10?9λC/2π=αa0=α2/4πR∞λC386.1592642(28)×10?15m7.3×10?9 classical electron radiusα2a0r e2.817940285(31)×10?15m1.1×10?8 Thomson cross section(8π/3)r2eσe0.665245854(15)×10?28m22.2×10?8
electron magnetic momentμe?928.476362(37)×10?26J T?14.0×10?8 to Bohr magneton ratioμe/μB?1.0011596521869(41)4.1×10?12 to nuclear magneton ratioμe/μN?1838.2819660(39)2.1×10?9 electron magnetic moment
anomaly|μe|/μB?1a e1.1596521869(41)×10?33.5×10?9 electron g-factor?2(1+a e)g e?2.0023193043737(82)4.1×10?12
electron-muon
magnetic moment ratioμe/μμ206.7669720(63)3.0×10?8
Fundamental Physical Constants—Complete Listing
Relative std.
Quantity Symbol Value Unit uncert.u r electron-proton
magnetic moment ratioμe/μp?658.2106875(66)1.0×10?8 electron to shielded proton
magnetic moment ratioμe/μ p?658.2275954(71)1.1×10?8 (H2O,sphere,25?C)
electron-neutron
magnetic moment ratioμe/μn960.92050(23)2.4×10?7 electron-deuteron
magnetic moment ratioμe/μd?2143.923498(23)1.1×10?8 electron to shielded helion e
magnetic moment ratioμe/μ
h 864.058255(10)1.2×10?8
(gas,sphere,25?C)
electron gyromagnetic ratio2|μe|/ˉhγe1.760859794(71)×1011s?1T?14.0×10?8
γe/2π28024.9540(11)MHz T?14.0×10?8
Muon,μ?
muon mass mμ1.88353109(16)×10?28kg8.4×10?8 in u,mμ=A r(μ)u(muon
relative atomic mass times u)0.1134289168(34)u3.0×10?8 energy equivalent mμc21.69283332(14)×10?11J8.4×10?8 in MeV105.6583568(52)MeV4.9×10?8 muon-electron mass ratio mμ/m e206.7682657(63)3.0×10?8 muon-tau mass ratio mμ/mτ5.94572(97)×10?21.6×10?4 muon-proton mass ratio mμ/m p0.1126095173(34)3.0×10?8 muon-neutron mass ratio mμ/m n0.1124545079(34)3.0×10?8 muon molar mass N A mμM(μ),Mμ0.1134289168(34)×10?3kg mol?13.0×10?8 muon Compton wavelength h/mμcλC,μ11.73444197(35)×10?15m2.9×10?8λC,μ/2πλC,μ1.867594444(55)×10?15m2.9×10?8 muon magnetic momentμμ?4.49044813(22)×10?26J T?14.9×10?8 to Bohr magneton ratioμμ/μB?4.84197085(15)×10?33.0×10?8 to nuclear magneton ratioμμ/μN?8.89059770(27)3.0×10?8 muon magnetic moment anomaly
|μμ|/(eˉh/2mμ)?1aμ1.16591602(64)×10?35.5×10?7 muon g-factor?2(1+aμ)gμ?2.0023318320(13)6.4×10?10 muon-proton
magnetic moment ratioμμ/μp?3.18334539(10)3.2×10?8
Tau,τ?
tau mass f mτ3.16788(52)×10?27kg1.6×10?4 in u,mτ=A r(τ)u(tau
relative atomic mass times u)1.90774(31)u1.6×10?4 energy equivalent mτc22.84715(46)×10?10J1.6×10?4 in MeV1777.05(29)MeV1.6×10?4
Fundamental Physical Constants—Complete Listing
Relative std.
Quantity Symbol Value Unit uncert.u r tau-electron mass ratio mτ/m e3477.60(57)1.6×10?4 tau-muon mass ratio mτ/mμ16.8188(27)1.6×10?4 tau-proton mass ratio mτ/m p1.89396(31)1.6×10?4 tau-neutron mass ratio mτ/m n1.89135(31)1.6×10?4 tau molar mass N A mτM(τ),Mτ1.90774(31)×10?3kg mol?11.6×10?4
tau Compton wavelength h/mτcλC,τ0.69770(11)×10?15m1.6×10?4λC,τ/2πλ,τ0.111042(18)×10?15m1.6×10?4
Proton,p
proton mass m p1.67262158(13)×10?27kg7.9×10?8 in u,m p=A r(p)u(proton
relative atomic mass times u)1.00727646688(13)u1.3×10?10 energy equivalent m p c21.50327731(12)×10?10J7.9×10?8 in MeV938.271998(38)MeV4.0×10?8 proton-electron mass ratio m p/m e1836.1526675(39)2.1×10?9 proton-muon mass ratio m p/mμ8.88024408(27)3.0×10?8 proton-tau mass ratio m p/mτ0.527994(86)1.6×10?4 proton-neutron mass ratio m p/m n0.99862347855(58)5.8×10?10 proton charge to mass quotient e/m p9.57883408(38)×107C kg?14.0×10?8 proton molar mass N A m p M(p),M p1.00727646688(13)×10?3kg mol?11.3×10?10
proton Compton wavelength h/m p cλC,p1.321409847(10)×10?15m7.6×10?9λC,p/2πλC,p0.2103089089(16)×10?15m7.6×10?9 proton magnetic momentμp1.410606633(58)×10?26J T?14.1×10?8 to Bohr magneton ratioμp/μB1.521032203(15)×10?31.0×10?8 to nuclear magneton ratioμp/μN2.792847337(29)1.0×10?8 proton g-factor2μp/μN g p5.585694675(57)1.0×10?8 proton-neutron
magnetic moment ratioμp/μn?1.45989805(34)2.4×10?7 shielded proton magnetic momentμ p1.410570399(59)×10?26J T?14.2×10?8 (H2O,sphere,25?C)
to Bohr magneton ratioμ p/μB1.520993132(16)×10?31.1×10?8 to nuclear magneton ratioμ p/μN2.792775597(31)1.1×10?8 proton magnetic shielding
correction1?μ p/μpσ p25.687(15)×10?65.7×10?4 (H2O,sphere,25?C)
proton gyromagnetic ratio2μp/ˉhγp2.67522212(11)×108s?1T?14.1×10?8
γp/2π42.5774825(18)MHz T?14.1×10?8 shielded proton gyromagnetic
ratio2μ p/ˉhγ p2.67515341(11)×108s?1T?14.2×10?8 (H2O,sphere,25?C)
γ p/2π42.5763888(18)MHz T?14.2×10?8
Neutron,n
Fundamental Physical Constants—Complete Listing
Relative std.
Quantity Symbol Value Unit uncert.u r neutron mass m n1.67492716(13)×10?27kg7.9×10?8 in u,m n=A r(n)u(neutron
relative atomic mass times u)1.00866491578(55)u5.4×10?10 energy equivalent m n c21.50534946(12)×10?10J7.9×10?8 in MeV939.565330(38)MeV4.0×10?8
neutron-electron mass ratio m n/m e1838.6836550(40)2.2×10?9 neutron-muon mass ratio m n/mμ8.89248478(27)3.0×10?8 neutron-tau mass ratio m n/mτ0.528722(86)1.6×10?4 neutron-proton mass ratio m n/m p1.00137841887(58)5.8×10?10 neutron molar mass N A m n M(n),M n1.00866491578(55)×10?3kg mol?15.4×10?10
neutron Compton wavelength h/m n cλC,n1.319590898(10)×10?15m7.6×10?9λC,n/2πλC,n0.2100194142(16)×10?15m7.6×10?9 neutron magnetic momentμn?0.96623640(23)×10?26J T?12.4×10?7 to Bohr magneton ratioμn/μB?1.04187563(25)×10?32.4×10?7
to nuclear magneton ratioμn/μN?1.91304272(45)2.4×10?7
neutron g-factor2μn/μN g n?3.82608545(90)2.4×10?7 neutron-electron
magnetic moment ratioμn/μe1.04066882(25)×10?32.4×10?7 neutron-proton
magnetic moment ratioμn/μp?0.68497934(16)2.4×10?7 neutron to shielded proton
magnetic moment ratioμn/μ p?0.68499694(16)2.4×10?7 (H2O,sphere,25?C)
neutron gyromagnetic ratio2|μn|/ˉhγn1.83247188(44)×108s?1T?12.4×10?7
γn/2π29.1646958(70)MHz T?12.4×10?7
Deuteron,d
deuteron mass m d3.34358309(26)×10?27kg7.9×10?8 in u,m d=A r(d)u(deuteron
relative atomic mass times u)2.01355321271(35)u1.7×10?10 energy equivalent m d c23.00506262(24)×10?10J7.9×10?8 in MeV1875.612762(75)MeV4.0×10?8
deuteron-electron mass ratio m d/m e3670.4829550(78)2.1×10?9 deuteron-proton mass ratio m d/m p1.99900750083(41)2.0×10?10 deuteron molar mass N A m d M(d),M d2.01355321271(35)×10?3kg mol?11.7×10?10 deuteron magnetic momentμd0.433073457(18)×10?26J T?14.2×10?8 to Bohr magneton ratioμd/μB0.4669754556(50)×10?31.1×10?8 to nuclear magneton ratioμd/μN0.8574382284(94)1.1×10?8 deuteron-electron
magnetic moment ratioμd/μe?4.664345537(50)×10?41.1×10?8 deuteron-proton
magnetic moment ratioμd/μp0.3070122083(45)1.5×10?8
Fundamental Physical Constants—Complete Listing
Relative std.
Quantity Symbol Value Unit uncert.u r deuteron-neutron
magnetic moment ratioμd/μn?0.44820652(11)2.4×10?7
Helion,h
helion mass e m h5.00641174(39)×10?27kg7.9×10?8 in u,m h=A r(h)u(helion
relative atomic mass times u)3.01493223469(86)u2.8×10?10 energy equivalent m h c24.49953848(35)×10?10J7.9×10?8 in MeV2808.39132(11)MeV4.0×10?8 helion-electron mass ratio m h/m e5495.885238(12)2.1×10?9 helion-proton mass ratio m h/m p2.99315265850(93)3.1×10?10 helion molar mass N A m h M(h),M h3.01493223469(86)×10?3kg mol?12.8×10?10
shielded helion magnetic momentμ
h ?1.074552967(45)×10?26J T?14.2×10?8
(gas,sphere,25?C)
to Bohr magneton ratioμ
h /μB?1.158671474(14)×10?31.2×10?8
to nuclear magneton ratioμ
h /μN?2.127497718(25)1.2×10?8
shielded helion to proton
magnetic moment ratioμ
h /μp?0.761766563(12)1.5×10?8
(gas,sphere,25?C)
shielded helion to shielded proton
magnetic moment ratioμ
h /μ p?0.7617861313(33)4.3×10?9
(gas/H2O,spheres,25?C) shielded helion gyromagnetic
ratio2|μ
h |/ˉhγ h2.037894764(85)×108s?1T?14.2×10?8
(gas,sphere,25?C)
γ
h
/2π32.4341025(14)MHz T?14.2×10?8
Alpha particle,α
alpha particle mass mα6.64465598(52)×10?27kg7.9×10?8 in u,mα=A r(α)u(alpha particle
relative atomic mass times u)4.0015061747(10)u2.5×10?10 energy equivalent mαc25.97191897(47)×10?10J7.9×10?8 in MeV3727.37904(15)MeV4.0×10?8 alpha particle to electron mass ratio mα/m e7294.299508(16)2.1×10?9 alpha particle to proton mass ratio mα/m p3.9725996846(11)2.8×10?10 alpha particle molar mass N A mαM(α),Mα4.0015061747(10)×10?3kg mol?12.5×10?10
PHYSICO-CHEMICAL
Avogadro constant N A,L6.02214199(47)×1023mol?17.9×10?8 atomic mass constant
m u=1m(12C)=1u m u1.66053873(13)×10?27kg7.9×10?8 =10?3kg mol?1/N A
energy equivalent m u c21.49241778(12)×10?10J7.9×10?8 in MeV931.494013(37)MeV4.0×10?8 Faraday constant g N A e F96485.3415(39)C mol?14.0×10?8
Fundamental Physical Constants—Complete Listing
Relative std.
Quantity Symbol Value Unit uncert.u r molar Planck constant N A h3.990312689(30)×10?10J s mol?17.6×10?9
N A hc0.11962656492(91)J m mol?17.6×10?9 molar gas constant R8.314472(15)J mol?1K?11.7×10?6 Boltzmann constant R/N A k1.3806503(24)×10?23J K?11.7×10?6 in eV K?18.617342(15)×10?5eV K?11.7×10?6
k/h2.0836644(36)×1010Hz K?11.7×10?6
k/hc69.50356(12)m?1K?11.7×10?6 molar volume of ideal gas RT/p
T=273.15K,p=101.325kPa V m22.413996(39)×10?3m3mol?11.7×10?6 Loschmidt constant N A/V m n02.6867775(47)×1025m?31.7×10?6 T=273.15K,p=100kPa V m22.710981(40)×10?3m3mol?11.7×10?6 Sackur-Tetrode constant
(absolute entropy constant)h
5 2+ln[(2πm u kT1/h2)3/2kT1/p0]
T1=1K,p0=100kPa S0/R?1.1517048(44)3.8×10?6 T1=1K,p0=101.325kPa?1.1648678(44)3.7×10?6
Stefan-Boltzmann constant
(π2/60)k4/ˉh3c2σ5.670400(40)×10?8W m?2K?47.0×10?6
?rst radiation constant2πhc2c13.74177107(29)×10?16W m27.8×10?8
?rst radiation constant for spectral radiance2hc2c1L1.191042722(93)×10?16W m2sr?17.8×10?8 second radiation constant hc/k c21.4387752(25)×10?2m K1.7×10?6
Wien displacement law constant
b=λmax T=c2/4.965114231...b2.8977686(51)×10?3m K1.7×10?6
a See the“Adopted values”table for the conventional value adopted internationally for realizing representations of the volt using the Joseph-son effect.
b See the“Adopted values”table for the conventional value adopted internationally for realizing representations of the ohm using the quantum Hall effect.
c Value recommende
d by th
e Particle Data Group,Caso et al.,Eur.Phys.J.C3(1-4),1-794(1998).
d Based on th
e ratio o
f the masses of the W and Z bosons m W/m Z recommended by the Particle Data Group(Caso et al.,1998).The value for sin2θW they recommend,which is based on a particular variant of the modi?ed minimal subtraction(MS)scheme,is sin2?θW(M Z)=0.23124(24).
e The helion,symbol h,is the nucleus o
f the3He atom.
f This and all other values involvin
g mτare based on the value of mτc2in MeV recommended by the Particle Data Group,Caso et al.,Eur.Phys. J.C3(1-4),1-794(1998),but wit
h a standard uncertainty of0.29MeV rather than the quoted uncertainty of?0.26MeV,+0.29MeV.
g The numerical value of F to be used in coulometric chemical measurements is96485.3432(76)[7.9×10?8]when the relevant current is mea-sured in terms of representations of the volt and ohm based on the Josephson and quantum Hall effects and the internationally adopted conventional values of the Josephson and von Klitzing constants K J?90and R K?90given in the“Adopted values”table.
h The entropy of an ideal monoatomic gas of relative atomic mass A r is given by S=S0+3R ln A r?R ln(p/p0)+5R ln(T/K).i The relative atomic mass A r(X)of particle X with mass m(X)is de?ned by A r(X)=m(X)/m u,where m u=m(12C)/12=M u/N A=1u is the atomic mass constant,N A is the Avogadro constant,and u is the atomic mass unit.Thus the mass of particle X in u is m(X)=A r(X)u and the molar mass of X is M(X)=A r(X)M u.
j This is the value adopted internationally for realizing representations of the volt using the Josephson effect.
k This is the value adopted internationally for realizing representations of the ohm using the quantum Hall effect.a This is the lattice parameter (unit cell edge length)of an ideal single crystal of naturally occurring Si free of impurities and imperfections,and is deduced from lattice spacing measurements on extremely pure and nearly perfect single crystals of Si by correcting for the effects of impurities.
2020地球物理学基础作业05及参考答案
1. When a bell is struck with a hammer, it vibrates freely at a number of natural frequencies. The combination of natural oscillations that are excited gives each bell its particular sonority. In an analogous way, the sudden release of energy in a very large earthquake can set the entire Earth into vibration, with natural frequencies of oscillation that are determined by the elastic properties and structure of the Earth’s interior. The free oscillations involve three-dimensional defo rmation of the Earth’s spherical shape and can be quite complex. Before discussing the Earth’s free oscillations it is worth reviewing some concepts of vibrating systems that can be learned from the one-dimensional excitation of a vibrating string that is fixed at both ends. Any complicated vibration of the string can be represented by the superposition of a number of simpler vibrations, called the normal modes of vibration. These arise when travelling waves reflected from the boundaries at the ends of the string interfere with each other to give a standing wave. Each normal mode corresponds to a standing wave with frequency and wavelength determined by the condition that the length of the string must always equal an integral number of half-wavelengths (Fig. 3.16).As well as the fixed ends, there are other points on the string that have zero displacement; these are called the nodes of the vibration. The first normal (or fundamental)mode of vibration has no nodes. The second normal mode (sometimes called the first overtone) has one node; its wavelength and period are half those of the fundamental mode. The third normal mode (second overtone) has three times the frequency of the first mode, and so on.Modes with one or more node are called higher-order modes. 当用一把锤子敲击一个钟时，钟会以一系列的固有频率自由的颤动。被激 发的固有震动的联合给每个一钟独特的音响。与此相似，在一个大地震中能量 的突然释放可以使整个地球颤动，这种颤动的固有频率决定于弹性性质和地球 内部的结构。自由振荡涉及地球球面形状的三维变形，可能相当复杂。在讨论 地球的自由振荡之前，有必要回顾一下振动系统的一些概念，这些概念可以从 两端固定的一维振动的激发中学习。 弦的任何复杂的弦振动都可以用一些简单振动的叠加来表示，称为简正振动。当从两端的边界反射出的行波相互干涉以产生驻波时，就会产生这种现象。 每一个简正模态对应于一个驻波，它的频率和波长取决于长度必须等于半波长的 整数的弦（图3.16)。在弦上还存在一些除固定端外的具有零位移的其他点，这 些被称为振动的节点。第一个简正（或基本）模态振动没有节点。第二个简正 模态（有时称为第一谐波）有一个节点，它的波长和周期是基态的一半。第三 个简正模态（第二谐波）的频率是第一模态的三倍，一个或多个节点的模态称 为高阶模态。 2. Explanation of nouns (20points) surface wave（面波）：沿界面及界面一定深度范围内传播的一类地震波，振幅随 深度增加而衰减，能量集中在介质分界面并沿分界面传播，包括瑞利波，勒夫 波和斯通利波。dispersion（频散）：面波速度随着周期（或频率）而变化而 变化，成为面波频 散。在记录中面波是很多列波的叠加，随着到时的先后，各相位的周期逐渐改变。 第1页共7页
地球物理学基础复习资料(白永利)
地球物理学基础复习资料 绪论 一．地球物理学的概念，研究特点和研究内容 它是以地球为研究对象的一门应用物理学，是天文学，物理学与地质学之间的 边缘学科。 地球物理学应用物理学的原理和方法研究地球形状，内部构造，物质组成及其 运动规律，探讨地球起源，形成以及演化过程，为维护生态环境，预测和减轻地球 自然灾害，勘探与开发能源和资源做出贡献。包扩地震学，地磁学，地电学，重力 学，地热学，大地测量学，大地构造物理学，地球动力学等。 研究特点：1.交叉学科地球物理学由地质学和物理学发展而来，随着学科 本身的发展，它不断产生新的分支学科，同时促进了各分支学科的相互交叉，加 强了它与地球科学各学科之间的联系。2.间接性都是通过观测和研究物理场的 信息内容实现地质勘查目标，研究的不是地质体本身，而是其物理性质。3 多解 性正演是唯一的，而反演存在多解。不同的地质体具有不同的物理性质，但产 生的物理场可能相同。不同的地质体具有相近的物理性质，由于观测误差，物理 场的观测不完整以及物理场特点研究不够，产生多解。不同的地质体具有相同的 物理性质，即使知道了地质体的物性分布，也无法确定其地质属性。 地球物理学的总趋势：多学科综合和科学的国际合作。 二．地球物理学各分支所依据的物理学原理和研究的物性参数。 地震学：波在弹性介质中的传播。地震体波走时，面波频散，自由振荡的本征 谱特征 重力学：牛顿万有引力定律。地球的重力场和重力位 地磁学：麦克斯韦电磁理论。地磁场和地磁势。 古地磁学：铁磁学。岩石的剩余磁性。 地电学：电磁场理论。天然电场和大地电场 地热学：热学规律，热传导方程。地球热场，热源。 第一章太阳系和地球 一．地球的转动方式。 1.自转地球绕地轴的一种旋转运动，方向自西向东，转速并非完全均匀，有微小变化。 2.公转地球绕太阳以接近正圆的椭圆轨道旋转的运动。 3.平动地球随整个太阳系在宇宙太空中不停地向前运动。 4.进动地球由于旋转，赤道附近向外凸出，日月对此凸出部分的吸引力使地 轴绕黄轴转动，方向自东向西。这种在地球运动过程中，地轴方向发生的运动即 为地球的进动。 5.章动。地轴在空间的运动不仅仅是沿一平滑圆锥面上的转动，地轴还以很小 的振幅在锥面内,外摆动，地球的这种运动叫章动。 二．地球的形状及影响因素。 地球为一梨形不规则回转椭球体。 影响因素：1.地球的自引力---正球体；2.地球的自转----标准扁球体；3.地球内 部物质分布不均匀--不规则回转椭球体
应用地球物理学习题答案.docx
一、名词解释 1地震勘探：是以不同岩石、矿石间的弹性差异为基础，通过观测和研究地震波 在地下岩石中的传播特性，以实现地质勘查目标的一种研究方法。 2震动图：用μ～t 坐标系统表示的质点振动位移随时间变化的图形称为地震波 的震动图。 3波剖面图：某一时刻 t 质点振动位移μ随距离 x 变化的图形称之为波剖面图。 4时间场：时空函数所确定的时间 t 的空间分布称为时间场。 5等时面：在时间场中，如果将时间值相同的各点连接起来，在空间构成一个面，在面中任意点地震波到达的时间相等，称之为等时面。 6横波：弹性介质在发生切变时所产生的波称之为横波，即剪切形变在介质中传 播又称之为剪切波或 S 波。 7纵波：弹性介质发生体积形变（即拉伸或压缩形变）所产生的波称为纵波，又 称压缩波或 P 波。 8频谱分析：对任一非周期地震阻波进行傅氏变换求域的过程。 9波前面：惠更斯原理也称波前原理，假设在弹性介质中，已知某时刻 t1波前面上的各点，则可把这些点看做是新的震动源，从 t 1时刻开始产生子波向外传播， 经过t 时间后，这些子波波前所构成的包拢面就是t1＋ t 时刻的新的波前面。 10视速度：沿观测方向，观测点之间的距离和实际传播时间的比值，称之为视 速度。 V* 11观测系统 :在地震勘探现场采集中，为了压制干扰波和确保对有效波进行√× 追踪，激发点和接收点之间的排列和各排列的位置都应保持一定的相对关系，这种激发点和接收点之间以及排列和排列之间的位置关系，称之为观测系统。
12水平叠加：又称共反射点叠加或共中心点叠加，就是把不同激发点不同接收 点上接收到的来自同一反射点的地震记录进行叠加。 13时距曲线：一种表示接收点距离和地震波走时的关系曲线，通常以接收点到 激发点的距离为横坐标，地震波到达该接收点的走时为纵坐标。 14同向轴：在地震记录上相同相位的连线。 15波前扩散：已知在均匀介质中，点震源的波前为求面，随着传播距离的增大， 球面逐渐扩展，但是总能量保持不变，而使单位面积上的能量减少，震动的振幅将随之减小，这称之为球面扩散或波前扩散。 二、判断题 1．视速度小于等于真速度。× 2．平均速度大于等于均方根速度。× 3.仅在均匀介质时，射线与波前面正交。× 4.纵波和横波都是线性极化波。× 5.地震子波的延续时间长度同它的频带宽度成正比。× 6.倾斜界面情况下，折射波上倾方向接收时的视速度等于下倾方向的视速度。× 7.折射波时距曲线是通过原点的直线，视速度等于界面速度。× 12．瑞雷面波是线性极化波。× 8.折射波的形成条件是地下存在波阻抗界面。× 9.对水平多层介质，叠加速度是均方根速度。√ 10.从各个方向的测线观测到的时距曲线极小点位置，一般可以确定反射界面的 大致倾向。√ 11.相遇观测系统属于折射波法的观测系统√
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绪论 一.地球物理学的概念，研究特点和研究内容 它是以地球为研究对象的一门应用物理学，是天文学，物理学与地质学Z间的边缘学科。 地球物理学应用物理学的原理和方法研究地球形状，内部构造，物质组成及其运动规律，探讨地球起源，形成以及演化过程，为维护生态环境，预测和减轻地球自然灾害，勘探与开发能源和资源做出贡献。包扩地震学，地磁学，地电学，重力学，地热学，大地测量学，大地构造物理学，地球动力学等。 研究特点：1?交叉学科地球物理学由地质学和物理学发展而来，随着学科本身的发展，它不断产生新的分支学科，同时促进了各分支学科的相互交叉，加强了它与地球科学各学科之间的联系。2.间接性都是通过观测和研究物理场的信息内容实现地质勘查目标，研究的不是地质体本身，而是其物理性质。3多解性止演是唯一的，而反演存在多解。不同的地质体具有不同的物理性质，但产生的物理场可能相同。不同的地质体具有相近的物理性质，由于观测误差，物理场的观测不完整以及物理场特点研究不够，产生多解。不同的地质体具有相同的物理性质，即使知道了地质体的物性分布，也无法确定其地质属性。地球物理学的总趋势：多学科综合和科学的国际合作。二?地球物理学各分支所依据的物理学原理和研究的物性参数。 地震学：波在弹性介质屮的传播。地震体波走时，而波频散，自由振荡的本征谱特征重力学：牛顿万有引力定律。地球的重力场和重力位 地磁学：麦克斯韦电磁理论。地磁场和地磁势。 占地磁学：铁磁学。岩石的剩余磁性。 地电学：电磁场理论。天然电场和大地电场 地热学：热学规律，热传导方程。地球热场，热源。 第一章太阳系和地球 一?地球的转动方式。 1?自转地球绕地轴的一种旋转运动，方向自西向东，转速并非完全均匀，冇微小变化。 2.公转地球绕太阳以接近正圆的椭圆轨道旋转的运动。 3?平动地球随整个太阳系在宇宙太空屮不停地向前运动。 4?进动地球曲于旋转，赤道附近向外凸出，口月对此凸出部分的吸引力使地轴绕黄轴转动，方向门东向曲。这种在地球运动过程中，地轴方向发生的运动即为地球的进动。 5. 章动。地轴在空间的运动不仅仅是沿一平滑圆锥面上的转动，地轴还以很小的振幅在锥面内,外摆动，地球的这种运动叫章动。 二.地球的形状及影响因索。 地球为一梨形不规则回转椭球体。 影响因素：1?地球的自引力…正球体；2?地球的自转■…标准扁球体；3.地球内部物质分布不均匀-不规则冋转椭球体
勘探地球物理学基础--习题解答
《勘探地球物理学基础》习题解答 第一章 磁法勘探习题与解答（共8题） 1、什么是地磁要素？它们之间的换算关系是怎样的？ 解答：地磁场T 是矢量，研究中令x 轴指向地理北，y 轴指向地理东，z 轴铅直向下。地磁场 T 分解为：北向分量为X ，东向分量为Y ，铅直分量为Z 。 T 在xoy 面内的投影为水平分量H ，H 的方向即磁北方向，H 与x 的夹角（即磁北与地理北的夹角）为磁偏角D （东偏为正），T 与H 的夹角为磁倾角I （下倾为正）。X 、Y 、Z ，H 、D 、I ，T 统称为地磁要素。它们之间的关系如图1-1。 图1-1 地磁要素之间的关系示意图 各要素间以及与总场的关系如下： 222222T H Z X Y Z =+=++， c o s X H D =， sin Y H D =? cos H T I =?， s i n Z T I =?， t a n /I Z H =， a r c t a n (/I Z H = tan /D Y X =， a r c t a n (/D Y X = 2、地磁场随时间变化有哪些主要特点？ 解答：地磁场随时间的变化主要有以下两种类型：（1）地球内部场源缓慢变化引起的长期变化；（2）地球外部场源引起的短期变化。 其中长期变化有以下两个特点： 磁矩减弱：地心偶极子磁矩正在衰减，导致地磁场强度衰减（速率约为10～
20nT/a）。 磁场漂移：非偶极子的场正在向西漂移。（且是全球性的，但快慢不同，平均约0.2o/a）。 短期变化有以下两个特点： 平静变化：按一定的周期连续出现，平缓而有规律，称为平静变化。地磁场的平静变化主要指地磁日变。 扰动变化：偶然发生、短暂而复杂、强弱不定、持续一定的时间后就消失，称为扰动变化。地磁场的扰动变化又分为磁暴和地磁脉动两类。 3、地磁场随空间、时间变化的特征，对磁法勘探有何意义？ 解答：在实际磁法勘探中，一般工作周期较短，主要关心的是地磁场的短期变化，即地磁日变化、磁暴以及地磁脉动。 在高精度磁测中，地磁日变化是一种严重干扰，一般在地面磁测、航空磁测过程中设有专用仪器进行地磁日变观测，以便进行相应的校正，称为日变改正。但在海上磁测时，为了提高测量精度必须提出相应的措施，消除其日变干扰场。 在强磁暴期间，应该暂停野外磁测工作，避免那些严重的地磁扰动覆盖在地质体异常之上。 地磁脉动可以在具有高电导率的地壳层中产生感应大地电磁场，可以作为磁测的激发场。通过测量其大地电流，可以确定地壳层的电导率及其厚度等，以解决某些地质、地球物理问题。 4、了解各类岩石的磁性特征对磁法勘探的有什么意义？ 解答：磁法勘探是以地壳中不同岩（矿）石间的磁性差异为基础，通过观测和研究天然磁场及人工磁场的变化规律，用以查明地质构造和寻找有用矿产的地球物理勘探方法。因此，在磁法勘探前必须了解各类岩（矿）石的磁性参数，以分析总结工作区是否具备磁法勘探的工作前提，为工作方法的选择提供依据；另外，了解工作区各类岩（矿）石的磁性差异、差异大小、分布规律以及成因也是磁法勘探工作的布置和磁测成果资料的解释的重要依据。
最新魏东平地球物理学基础-期末考试试题
精品文档 精品文档 2004-2005年度《地球物理学基础》课程期末考试试题 （2004年12月30日上午10:00—12:00） （课堂开卷，但禁止参考印刷与复印材料，仅准使用手写材料） 1、 名词解释（每小题2分，共20分）： (1) 大地水准面 (2) 布格异常 (3) 固体潮汐 (4) 地磁场基本要素 (5) 剩余磁性 (6) 黄道平面与白道平面 (7) 高斯系数 (8) 地心纬度与地理纬度 (9) 地磁场倒转 (10) 地球发电机模型 2、 3、 有一跳远运动员，在赤道上以与水平面成30o 起跳，能跳9米，问此人在两极以同一角度和同一初速 跳，能跳多远? （5分） 4、 5、 求：一条线密度为λ半径为a 、无限延伸的均匀圆柱在离轴线a r >地方的引力。（5分） 6、 7、 地球物质在地球外面所产生的引力位V 必须满足拉普拉斯方程： 0sin 1)(sin sin 1)(122222222 =??+????+????=?λθθθθθV r V r r V r r r V 这里r 为与地心的距离，θ为地心余纬度，λ为向东计算的经度。其解答可以写成： ?? ????+---=∑∑∑∞==∞=212)(cos }sin cos {)()(cos )(1n n m m n m n m n n n n n n P m S m C r a P r a J r GM V θλλθ上式中G 为万有引力常数，M 为地球质量，a 为地球赤道半径，)(cos θn P 为勒让德多项式，)(cos θm n P 为缔合勒让德函数，n J 为n 级带谐系数，m n C 和m n S 称为n 级m 阶的田谐系数。 （1）如果考虑对于旋转轴对称的问题，推导其中与地球形状直接有关的重要参数2J ： 22Ma A C J -= 上式A 、C 分别为相对于x 、z 轴的转动惯量。（10分） （2）进一步推导如下的克莱罗（Clairaut ）扁球体方程：)sin 1(2φα-=a r ，其中地球扁率 GM R J 22322ωα+=，R 为平均地球半径，ω为地球旋转角速度，φ为地心纬度。（10分） 8、 9、 假定岩石层的密度为ρ保持不变，其均衡补偿深度为T 。试对一个深度为d ，密度为w ρ的海洋水柱 体，求普拉特（Pratt ）均衡假说中的密度变化及爱里 （Airy ）均衡假说中的山根深度。（10分） 10、简要介绍古地磁学的基本原理与工作方法。（10分）
地球物理学基础2017期末考试复习
一、名词解释、翻译、单位 1.大地水准面（3）(geoid)：与平均海平面（静止海水面）重合并向大陆延伸所形成的不规 则的封闭曲面，它是重力等位面，反映了地球内部实际的质量分部。 2.参考椭球（2）(reference ellipsoid)：把形状和大小与大地体相近，且两者之间相对位置确 定的旋转椭球称为参考椭球，是地球具有区域性质的数学模型，仅具有数学性质而不具物理特性。 3.地球椭率（1）(earth ellipticity)：地球椭圆体的扁度称为地球扁率。以赤道半径（长半轴a） 和极半径（短半轴b）的差与赤道半径的比值。 4.自由空气异常(free air gravity anomaly)：自由空气异常是指经地形校正、自由空气校正（高 度）、潮汐校正后的重力观测值与相应参考椭球体面上的正常重力值之差。它反映实际地球的形状和质量分布与大地椭球体的偏差。大范围的负自由空气异常表明地壳深部存在着质量亏损，反之，则存在质量盈余。 5.布格重力异常（2）(Bouguer gravity anomaly)：对观测值经过地形校正、布格校正（高度 （自由空气）校正与中间层（布格板）校正）、潮汐校正和正常场（纬度）校正后获得的重力值。反映地壳内各种偏离正常地壳密度的地质体，既包含各种局部剩余质量的影响，也包含地壳下界面起伏而在横向上对上地幔质量亏损（山区）或盈余（海洋区）的影响。 从大范围来看，布格重力异常在大陆山区应为大面积的负值区，且山越高负值的绝对值越大；而海洋区则反之。 6.地形校正（2）(topographic/terrain correction)：重力测量中，每个测点上为消除地形起伏 产生的重力影响所进行的校正。经过地形校正后的重力值就相当于观测点周围完全是平坦地形的重力值。 7.质量亏损（1）(mass deficiency)：相对于临近物质密度较小而引起的负布格重力异常的现 象。 8.绝对重力测量（1）(absolute gravity measurement)：绝对重力测量是用绝对重礼仪直接测 定地面上某点的绝对重力加速度的技术和方法。 9.重力加速度梯度（1）(gravitational acceleration gradient)：重力加速度沿铅垂或水平方向 的导数，表示重力场强度g在垂直或水平方向上的变化率。单位：厄缶 10.正常重力（位）（1）(normal gravity)：地球从总体上说处于流体平衡状态，大地水准面 接近于旋转椭球体面。所以假定：一个旋转椭球作为真实地球的理想模型，称为地球椭球。 它产生规则的重力场称为正常重力场。正常重力——椭球表面上正常地球重力场的数学表达式。其计算公式称为正常重力公式。 11.重力均衡（1）(Isostasy)：它阐明地壳的各个地块趋向于静力平衡的原理，即在大地水准 面以下某一深度处常有相等的压力，大地水准面之上山脉（或海洋）的质量过剩（或不足）由大地水准面之下的质量不足（或过剩）来补偿。运用地壳均衡学说可以研究地球内部构造，如上地幔的起伏；还可用于大地测量学中研究大地水准面形状，推估重力异常和计算垂线偏差等。 12.地壳均衡（1）(Isostasy)：从地下某一深度起，相同截面所承载的质量趋于相等。这个概 念称为地壳均衡，地面上大面积的地形起伏，必然在地下有所补偿。 13.A iry模式(Airy-Heiskanen model)：将地形所增减的质量补偿于山根与反山根，因而均衡面 不是同一个深度而有一定起伏的曲面。 14.Pratt模式(Pratt-Hayford model)：将地形所增减的质量均匀地补偿于海面与补偿深度之间， 所以地形高低不同的柱体，其密度是各不相同。 15.引潮力（1）(Tide-generating Force(Tidal Force))：月球对地球上单位质量的物体的引力， 以及地球绕地月公共质心旋转时所产生的惯性离心力，这两种力组成的合力称为月球在地
2017地球物理学基础作业06及参考答案
1. 参考椭球-reference ellipsoid地球椭率-earth ellipticity 地形校正-terrain correction自由空气异常-free-air anomaly semi-diurnal tide-半日潮进动-precession 颤动-wobble geoid-大地水准面 Chandler wobble-钱德勒摆动solid tide-固体潮 A simple way to measure the height of the marine tide might be to fix a stake to the sea-bottom at a suitably sheltered location and to record continuously the measured water level(assuming that confusion introduced by wave motion can be eliminated or taken into account).The observed amplitude of the marine tide,defined by the displacement of the free water surface,is found to be about70%of the theoretical value.The difference is explained by the elasticity of the Earth.The tidal deformation corresponds to a redistribution of mass,which modifies the gravitational potential of the Earth and augments the elevation of the free surface.This is partially counteracted by a bodily tide in the solid Earth,which deforms elastically in response to the attraction of the Sun and Moon.The free water surface is raised by the tidal attraction,but the sea-bottom in which the measuring rod is implanted is also raised.The measured tide is the difference between the marine tide and the bodily Earth-tide. 测量海洋潮汐高度的一个简单方法大概就是在海底一个适宜的受保护的位置固定一个桩来连续地记录测量地水位（假设由波浪运动引起地误差可以被消除或考虑在内）。由自由水面的位移所确定的海洋潮汐的观测振幅约为理论值的70%。这种差异可由地球是一个有弹性体来解释。潮汐变形对应于质量的重新分布，这改变了地球的重力势并增加了自由表面的高度。这些形变被发生在固体地球内部的固体潮所部分抵消，固体潮是固体地球对太阳和月球的吸引力的响应而产生的弹性变形。自由水面由于引潮力而上升，但是埋入测量棒的海底也随之上升。实测得到的潮汐是海洋潮汐与地球固体潮之差。 2.Explanation of nouns(35points) 正常重力：在国际参考椭球体上通过正常重力公式计算的只与纬度有关的理论重力值。 Isostasy（地壳均衡）：从地下某一深度起，相同截面所承载的质量趋于相等。Pratt模式：是将地形所增减的质量均匀地补偿于海面与补偿深度之间，所以地形高低不同的柱体，其密度是各不相同。 Airy模式：是将地形所增减的质量补偿于山根与反山根，因而均衡面不是同一个深度而有一定起伏的曲面。 固体潮：地球整体在太阳和月亮等天体引潮力作用下的地面变形。 Love数：h是固体潮潮高和海洋平衡潮潮高之比，k是地球质量的重新分布所致的力位变化与引潮力位之比。 Shita数：地壳的水平位移与平衡海潮的水平位移之比。 3.An idealized mountain-and-root system,as in the figure,is in isostatic equilibrium. The densities in kg m–3are as shown.Express the height H of the point A above the horizontal surface RS in terms of the depth D of the root B below this surface.(10points)
2017地球物理学基础作业01及参考答案
1. Although the many advances in geophysical research depend strongly on aid of computer science,the fundamental principles geophysical methods remain the same; they constitute the foundation on which progress is based.In revising this textbook, I have heeded the advice of teachers who have used it and who recommended that I change as little as possible and only as much as necessary(to paraphrase medical advice on use of medication).The reviews of the first edition,the feedback from numerous students and teachers,and the advice of friends and colleagues help me greatly in deciding what to do. The structure of the book has been changed slightly compared to the first edition. The final chapter on geodynamics has been removed and its contents integrated into the earlier chapters,where they fit better.Text-boxes have been introduced to handle material that merited further explanation,or more extensive treatment than seemed appropriate for the body of the text.Two appendices have been added to handle more adequately the three-dimensional wave equation and the cooling of a half-space, respectively.At the end of each chapter is a list of review questions that should help students to evaluate their knowledge of what they have read.Each chapter is also accompanied by a set of exercises.They are intended to provide practice in handling some of the numerical aspects of the topics discussed in the chapter.They should help the student to become more familiar with geophysical techniques and to develop a better understanding of the fundamental principles. 虽然地球物理研究方面的许多进展在很大程度上依赖于计算机科学的帮助，但是地球物理方法的基本原理仍旧保持不变，他们构成了进步的基础。在修订这本教科书时，我听从了使用过它的老师们的建议，他们建议我尽可能少地改变，并尽必要多地修改（就像医学建议改述药物使用一样）。对第一版的评论，许多学生和老师的反馈，以及朋友和同事的建议在我决定该做什么方面极大地帮助了我。 与第一版相比，本书地结构有了些轻微的变化。原来关于地球动力学的最后一章已经被删除，它的内容被整合到了前面更合适的章节。文本框的引入用来处理那些值得进一步解释的材料，或与正文相比似乎适合更广泛处理的材料。增加了两个附录来更充分地处理三维波动方程和半空间的冷却方程。每一章的结尾都有一单复习题，可以帮助学生评估他们所读的知识。每一章还附有一套练习。它们的目的是提供处理本章讨论的主题的一些数值方面的实践。他们应该帮助学生更加熟悉地球物理技术，更好地理解基本原理。 2. 地震学-Seismology；地磁学-Geomagnetism；地热学-Geothermics；测地学-Geodesy；正演模拟-Forward Modeling；反演-Inversion； 里氏震级-Richter Magnitude Scale；弹性特征-Elastic Behavior； 波动方程-Wave Equations；脆性变形-Brittle Deformation；Geophysics-地球物理学；moment of inertia-转动惯量；heterogeneity-不均匀性；anisotropy-各向异性； boundary conditions-边界条件；focal mechanism-震源机制； free oscillation-自由震荡；asthenosphere-软流圈；lithosphere-岩石圈、mantle-地幔；
2017地球物理学基础作业07及参考答案
1. 地幔对流-mantle convection Geothermics -地热学 Heat conduction -热传导adiabatic Gradiant -绝热梯度 沉积层-Sedimentary layer For convection to occur,the real temperature gradient must exceed the adiabatic gradient.However,the loss of heat by convection reduces the difference between the gradients.Accordingly,the adiabatic gradient evolves as a convecting fluid cools.An important effect of convection is to keep the temperature gradient close to the adiabatic gradient.This condition is realized in the Earth ’s fluid core,where convection is the major mechanism of heat transport.Thermal convection is augmented by compositional convection related to the solidification of the inner core.The core fluid is made up of iron,nickel and lower density elements,e.g.,sulfur.Solidification of the inner core separates the dense iron from the lower-density elements at the inner core boundary.Being less dense than the core fluid,the residual materials experience an upward buoyancy force,resulting in a cycle of compositionally driven convection.Thermal and compositional convection in the Earth ’s core each act as a source of the energy needed to drive the geomagnetic field,with compositional convection the more important type. 对流发生，真实的温度梯度必须超过绝热梯度。然而，通过对流使热量散失减少了这些梯度之间的差异。因此，绝热梯度发展成为一个对流流体冷却。对流的一个重要作用是保持温度梯度与绝热梯度相接近。这种情况在以对流为主要热传导机制的流体地核中得以实现。热对流是通过与内核固化有关的成分对流增强的。地核的流体由铁、镍和一些低密度元素（如硫）组成。内核的固化将致密的铁与内边界的低密度元素分开。由于比地核流体的密度低，剩余物质受到一个向上的浮力，结果形成一个成分驱动对流循环。地核的热量和成分对流都是驱动地磁场所需的能量来源，而成分对流则更为重要。 2.Explanation of nouns (35points) 热流省：大陆或海洋中有一定热流的区域。 热流：单位时间内，通过物体单位横截面积上的热量，一般用q 表示。按照国际单位制，时间为s ，面积为m 2，热量取单位为焦耳（J ），相应地热流密度单位为J/m 2·s Thermal conductivity （热导率）：在单位时间内，单位温度梯度时，单位面积所通过的热量。它是直接表征物质导热能力的物理量，单位W/(m ·K)。 地热梯度：又称地温梯度、地热增温率。地球内部温度随深度的变化率，通常以℃/米表示或℃/100米。 thermal diffusivity （热扩散率）：热扩散率是热导率与容积热容之比。表征物体在加热或冷却过程中各部分温度趋向于一致的能力的综合参数。用来说明在不稳定的导热过程中温度变动速度的特性，单位是m 2/s 。Apparent resistivity （视电阻率）：由于大地是非均匀介质组成的，但在测定大地电阻率时，仍然按照测定均匀大地电阻率的方法和公式计算，由此得出的电阻率不是单个介质的真实电阻率，而是地下多种介质的综合反映，即I U K s ??=ρ。Skin depth （趋肤深度）：在频率域电磁法中，一般把趋肤深度定义为电磁波振幅衰减为地面振幅的1/e 时电磁波所传播的距离。 3.What are the processes by which heat can be transferred?What is the relative importance of each process in (a)the crust,(b)the mantle,(c)the outer core,and (d)
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2002 年地球物理基础答案 参考书 1 《地球物理学原理及应用》 (恽等，南京大学出版社 ) 参 考书 2 《地震勘探原理上、下》（陆基孟，石油大学出版社）参 考书 3 《勘探地球物理学》（王妙月等，地震出版社） 1、解释以下各词的物理意义 地球重力位：引力和离心力的合力是地面物质的重力。设有一个函数，它是单值 连续的函数，并且它在不同坐标方向的导数正好等于重力在该方向的分量，这个函 数叫重力场的位函数，简称为重力位。参考书 3P47 地震波阻抗：当地震波在某一介质上传播时，密度与速度的乘积。参考书 1P7 叠加 速度：当地下介质不是水平层状介质时，相应的反射波时距曲线将更加复杂，在 实际速度分析工作中，为了简化问题，常将复杂的反射波时距曲线看作双曲线，2222 ，式中 V 为叠加速度。参考书 3P154 即 t=t0+x/V 视电阻率：电场作用范围内各种地层、各种地质体综合影响下得到的电阻率。参考 书 1P344 磁场强度：单位正磁荷在磁场中某点所受的力，单位为奥斯特。参考书 1P227 地 震波抟播介质的品质因子（ Q 值）：参考书 1P136—139 2、请简要叙述大洋中脊扩张的地球物理证据。 (预备知识： 1、地幔：莫霍面至古登堡面之间的圈层，厚约2800km，分为 上地幔、下地幔两层。 2、软流圈：地表以下 80—250 km 的低速层，位于上地幔中，横波传播速度在该层中明显降低，该层中物质部分为溶融状态，因而物质可以缓慢 流动。 3、岩石圈：软流圈之上的刚性外层，包括地壳和部分上地幔，全球各处厚度 不等，一般厚约 80—180 km。4、板块：地球上刚性的岩石圈分裂成为许多巨大块体，全球分为 7 个板块——北美洲板块、南美洲板块、太平洋板块、欧亚板块、非 洲板块、印度板块、南极板块，板块之间的边界为洋中脊、海沟、 转换断层、地缝合线，板块边界为地壳活动强烈的地带。) 答：洋脊是绵延全球各大洋洋底之上的巨大山脉。洋脊横截面为平缓的等腰三 角形，从其轴部向两坡呈阶梯状下掉。洋脊是地球上板块分离的边界，地幔物质 局部熔融而形成的岩浆沿洋脊侵入而形成新的洋底岩石，新的洋底岩石随洋脊两侧 的板块运动而运动。 洋脊扩张的地球物理证据有：（1）高热流值，且从洋脊中部向两侧有递减趋势。这是由于熔融的地幔物质在洋脊中部上涌形成新的洋底岩石，因为洋脊中部以 下数公里是炽热的软流圈，地温梯度很大，所以洋脊中部热流值非常高。而当
2017地球物理学基础作业08及参考答案
1. 磁倾角-Inclination 极移曲线-Polar wander curve 磁偏角-Declination 居里温度-Curie temperature (point) 古地磁-Paleomagnetism normal polarity -正极性 Dipole -磁偶极子Diamagnetic -反磁性、抗磁性 Paramagnetic -顺磁性Ferromagnetic -铁磁性 Three main classes of magnetic behavior can be distinguished on the basis of magnetic susceptibility:diamagnetism,paramagnetism and ferromagnetism.In diamagnetic materials the susceptibility is low and negative,i.e.,a magnetization develops in the opposite direction to the applied field.Paramagnetic materials have low,positive susceptibilities.Ferromagnetic materials can be subdivided into three categories.True ferromagnetism is a cooperative phenomenon observed in metals like iron,nickel and cobalt,in which the lattice geometry and spacing allows the exchange of electrons between neighboring atoms.This gives rise to a molecular field by means of which the magnetic moments of adjacent atoms reinforce their mutual alignment parallel to a common direction.Ferromagnetic behavior is characterized by high positive susceptibilities and strong magnetic properties.The crystal structures of certain minerals permit an indirect cooperative interaction between atomic magnetic moments.This indirect exchange confers magnetic properties that are similar to ferromagnetism.The mineral may display antiferromagnetism or ferrimagnetism.The small group of ferrimagnetic minerals is geophysically important,especially in connection with the analysis of the Earth’s paleomagnetic field. 根据磁化率可以区分三类主要的磁性行为：抗磁性、顺磁性和铁磁性。在抗磁材料中，磁化率是低的负值，也就是说，磁化强度与施加的磁场方向相反。顺磁性材料具有低的正极化率。铁磁材料可细分为三类。真正的铁磁性是铁、镍和钴等金属中观察到的一种协同现象，其中的晶格形状和间距允许相邻原子之间的电子交换。这就产生了一个分子场，通过它，相邻原子的磁矩加强了它们平行于共同方向的相互位置。铁磁行为具有高的正磁化率和强的磁性。某些矿物的晶体结构允许原子磁矩之间的间接协同作用。这种间接交换赋予了类似铁磁性的磁性。这些矿物可能显示反铁磁性或亚铁磁性。亚铁磁性矿物的小团体对地球物理研究非常重要，特别是分析有关地球的古地磁场。 2.Explanation of nouns (30points) 地磁偏角：地磁场在水平方向的投影与地理北极之间的夹角，即磁北极与地理北极之间的夹角，也即地理子午线与磁子午线之间的夹角，磁偏角的大小各处都不相同。 地磁倾角：总场强度与之在水平面投影的夹角。 地磁要素：表示地球磁场方向和大小的物理量。包括总场强度、南北分量、东西分量、垂直分量、水平分量、磁倾角和磁偏角7个参数。已知其中任意三个要素即可确定某点的磁场情况。磁化率：表征磁介质属性的物理量，常用符号cm 表示，等于磁化强度M 与磁场强度H 之比引，即M=cm H 。对于顺磁质，cm>0，对于抗磁质，cm<0，其值都很小。对于铁磁质，cm 很大。磁导率：表征磁介质磁性的物理量，常用μ表示，为磁介质中磁感应强度B 和磁场强度H 之比，即H B =μ，单位：亨利/米（H/m=J/(A 2m)=N/A 2)。 铁磁质：凡是附加磁场与外磁场的方向相同，且磁化后产生的附加磁场远远大于所施加的外磁场，即能使总磁场强度比原外磁场强度大大加强的磁质。 原生剩磁：当岩浆温度降到所含的铁磁性矿物的居里点温度以下，这些矿物被当时的地磁场磁化，从而使岩石获得磁性。温度继续降到常温以后，一部分磁性被保留下来，成为岩石的剩余磁性，简称剩磁，岩石在形成时获得的剩磁叫原生剩磁。 居里温度：指材料可以在铁磁体和顺磁体之间改变的温度，即铁磁体从铁磁相转变成顺磁相的相变温度。