当前课程知识点：力学与现代生活——开启科学人生 > 第四章 “动”力世界——振动与波 > 4-2-1 地震与地震波 > Video
好 那么这一节我们讲这个“地震与波”。
在讲解之前 我们还是提几个问题，
大家考虑一下看 对地震有些什么认识？
地震有哪几类？
地震波有哪几种？
地震是怎么样分级的？
怎么样测定地震？
为什么 目前 还 无法准确地预测地震？
地震抗震措施有哪些？
那么 “地震”呢 其实 有三类：
第一类是：“构造性地震”--
也就是(地) 地质的断层运动引起的；
第二类呢 属于：“火山地震”；
第三类呢 属于：“塌陷地震”。
我们看这个图，
由这个断层引起的地震 它有三种--
那么“断层地震”分这个：正断层、逆断层和平移断层。
那么正断层造成的地震呢
我们看看 它是上盘呢 相对下降、
那么 下盘呢 相对上升，
所以呢 表现的是‘地面突起’；
而逆断层 引起的地震呢
属于上盘 相对上升、下盘 相对下降，
表现的是‘地面下沉’；
而平移断层引起的地震呢
它是 没有上升和下降的问题，
只是来自于两旁剪切力，
使得 上盘、下盘呢
没有上下垂直移动、
只是平移！我们看到这个图片--剪切一样的。
那么 “地震波” 我们看看，
地震波呢 也有很多种--
第一种呢 属于：‘体波’，
‘体波’呢 它又分：‘纵波’ 也叫‘P波’、
它分这个‘横波’ 叫‘S波’。
‘纵波’的这个传播速度呢 每秒能达到 7到8公里，
而这个‘S波’呢-‘横波’ 是4到5公里。
地震‘纵波’呢 表现的地质啊
振动是 平行于传播的方向。
我们看这个图片--
它有俯视图和侧视图，
‘P波’ 它的振动的方向 跟这个地震传播的方向 X
是平行的，
它的速度是最快的--接近于声音的速度！
那么 这个‘横波’ 也叫‘S波’，
它的振动 是垂直于(它的)传播方向。
我们看看这个‘S波’--
‘S波’又分：‘SH波、SX波、SV波’，
一个是左右晃、一个是上下 振动，
看：这个‘P波’大于‘S波’的速度。
那么 除了‘体波’之外 还有‘面波’，
‘面波’里面又分：‘勒夫波’ 也叫‘L波’，
还有‘瑞利波’ 简称‘R波’，
还有‘斯通利波’， 还有‘通道波’
这4种。
结合这个图片呢 我们来看看
‘体波’呢 它是沿着地球的内部 各向自由传播的，
所以 它又属于‘自由波’，
而这个‘面波’呢 局限于 某些层 某些地层
或者局限于地球表面 来传播的 也叫‘线波’，
那么‘勒夫波’和‘瑞利波’ 这两种‘面波’呢，
它(们)是沿着地球表面传播的。
看这个图片 ‘L、R波’，
那么‘斯通利波’呢，
它是沿着地球内部的某些 界面--
比如 岩层 传播的；
‘通道波’呢 是沿着地球内部
某些低层的速度 低速层--
比如说 石油 石油层、水层 传播的。
总的来说呢 ‘体波’呢 携带着巨大的能量，
它是 地震灾害的“主要元凶”！
那么 在距这个地震震源 不很近的时候，
一般能感到2次明显的震感，
这个 其中主震动呢
就是先水平晃动 然后就是上下振动
这叫‘S波’。
这个2次震动的间隔时间 Δt呢
跟这个距离震源的距离 d 存在着这么一个关系--
就是：小d等于3倍的Δt。
下面我们看看 地震参数的测定：
地震参数呢 我们可以 大致比较关注的就是
地震的波速 就是传播速度，
还有 震源的位置。
那么 关于震源的位置的确定呢
通常我们用这个“三点法”--
就是 这个图里边我们看，
用三个监测站
测地震波到达第 i个监测点的时间，
(当然 i等于1、2、3)
来确定震源的位置。
我们看 1点、2点、3点，
假若震源在这里，
我们看看 可以把这个图形呢 简化为
(根据它的传播时间)
距离呢 就是 vt1、vt2、vt3，
那么 通过这个 1点、2点、3点，
我们把这个角度 只要把这个α、
把这个β、γ，甚至这个θ，
我们可以列一个方程来 确定出来。
其他这个 a、b、c、t1、t2、t3，
都是可以事先确定下来的，
t呢 时间呢 是测定出来的，
a、b、c呢 是事先确定的距离。
所以呢 我们列一个方程，
这四个方程呢 可以把这四个未知数--
θ、v，还有这个β、γ 确定下来。
这样就可以把这个震源的位置 最后确定下来--
有了这样两个角度 β、γ 可以确定下来，
包括震源速度 v 也可以确定下来。
下面我们看“震级”--
地震的震级，
它是衡量 地震能量的大小 我们叫“震级”。
那么 国际上 还有我国 采用的 国际的标准，
就是：9级的“里氏震级” 我们用M表示，
它有一个计算公式。
我们看这个公式呢 比较复杂，
相关的参数 也很多！
像：CS-台站校正系数、
Cr -区域校正系数、
α-地面振幅、T-震波的周期、
Δ-震中距、 h-震源深度。
我们看这么多因素，
所以这个震级呢 实际上 确定还是蛮复杂的！
那么 这个震级呢 每差一级 或者差两级，
地震的释放能量呢 就差32倍 或者1000倍！
因为它有对数关系--
每差一级的震级 振动能量 差的比较大。
那么 除了用“震级”来衡量地震的情况以外，
我们还有个所谓的地震的“烈度”，
这个烈度是什么呢？
是：衡量地面 某一处
地震发生以后 某一处 它的振动的强烈程度，
或者破坏程度。
那么 这有一个叫“MSK 烈度表”--
一共12度：
一般 1到5度的烈度的话，
我们对地震没有感觉、
只有仪器能记录，
它是从 无感 到 有感；
到6度的时候呢 就有轻微的损坏；
大于7度的烈度 属于破坏性地震；
大于9度 房屋就严重破坏 以至于倒塌，
并且有 地表面的自然坏境破坏；
11到12度呢 就属于毁灭性地震。
那么 我们看 从烈度跟这个 里氏的震级之间，
有一个简单的对应表：
那么 假如这个震中心的这个烈度 是8度的话，
对应里氏地震呢 就是 0到6.4级；
8到9度的时候呢 对应的是6.5到6.9级；
9到10度 对应的是7到7.4级。
那么 影响震级、烈度啊 破坏程度呢 有很多因素--
像: 震级、震源深度、震中距离、
地质条件、建筑物性能，
还有 地震的机制，
还有 地貌、地下水位...等等，
这么多因素！
所以呢 造成我们 预测地震呢 还是比较困难的！
目前仍然是我们世界级的难题。
我们看到 这里有个图片--
这个是 我们汶川大地震的时候的烈度分布，
当时我们最后确定下来是 里氏8级地震！
这个 不同的颜色 代表着烈度的不同，
震中心 汶川 这一块烈度很大 红色的，
那么到 最外围呢 直接 快到西安了，
这边到重庆 边界了，甚至兰州边界--
靠兰州都很近。
那么 我们再看看 下面这个图片--
就是我们 可能的地震带，
包括中国的、还有全球的地震带，
看看你们家乡在哪里？！
那么 这是我们中国的，
可能现在目前在南方 相对来说 小一点，
像这个 北京附近 唐山、邢台，
还有这个 西南地区、甚至新疆的部分边疆...
那么 整个地球来看，
我们看 它有一些地震带，
我们国家 还是 属于密集的地区。
地震 属于“随机振动”，
影响因素 刚才我们看了很多，
发生 具有很强的不确定性！
因此呢 地震预测--真正的准确预测呢
非常困难！
那么 人类 在抗地震的技术上
也不断地积累一些 经验，
主要集中在这个高层建筑的设计与建造上。
我们中国的一线城市呢
设计规范 就是要 达到 能抗8级烈度的地震，
二线城市呢 要求达到 6到7度的烈度地震。
好 关于地震我们讲到这些。
-1-1-1 认识自然：人感知的力、遨游宇宙人生
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-1-1-2 天地人的几个世界：人类对宇宙天地的认识理论
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-1-1-3 相对论、黑洞、引力波
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