Введение в геофизику. Предмет физики Земли
Связь геофизики с другими естественными науками. Основная особенность, типы физических полей. Науки геофизического цикла (разделы) общей и разведочной геофизики в зависимости от используемых геофизических полей. Скорость распространения упругих волн.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.10.2017 |
| Размер файла | 17,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru//
Размещено на http://www.allbest.ru//
Введение в геофизику. Предмет физики Земли
Геофизические поля
Геофизика - учение о физических явлениях на Земле. Предмет геофизики - изучение оболочек Земли, к которым относятся:
Литосфера, представленная твердыми геологическими образованиями (магматические, метаморфические и осадочные породы);
Гидросфера - воды океанов, морей, рек, озер и других поверхностных источников и подземные воды;
Атмосфера - воздушная оболочка.
В понятие входит исследование, и анализ различных физических полей и явлений с помощью специальных приборов и устройств. Методика и техника изучения физических полей составляет геофизические методы и технологии. Существуют геофизические методы исследований, предназначенных для наблюдений в атмосфере, на земной поверхности, в скважинах и шахтах, на поверхности и в глубине водоёмов.
Созданы разделы геофизики, связанные с промышленной деятельностью человека: разведка и добыча полезных ископаемых, освоение морей, климатология и пр.
Специальное направление геофизики - изучение внутреннего строения Земли, её взаимоотношение с окружающими космическими телами, история развития.
Геофизика зародилась и развивалась в 19 и 20 столетиях на базе физики, геологии и астрономии. Она тесно связана с геодезией, геохимией, а в части методов и технологий геофизических наблюдений с радиотехникой - радиоэлектроникой. Для проведения расчётов и решения теоретических задач необходимы знания математического аппарата, включая математическую физику.
Связь геофизики с другими естественными науками можно отобразить схемой:
|
Физика |
Астрономия |
|
Математика |
География |
||
|
Геофизика |
|||
|
Электроника |
Геология |
|
Автоматика |
Геохимия |
Наибольший интерес для геофизики представляет литосфера, которая изучается общей геофизикой, называемой физикой Земли и разведочной геофизикой.
Физика Земли изучает твёрдую оболочку в целом, её внутреннее строение и развитие.
Разведочная геофизика имеет своей основной целью поиски и разведку полезных ископаемых, и решение инженерно-геологических, археологических, экологических и др. задач.
Гидросфера и атмосфера изучаются в основном методами общей геофизики. В геофизике изучаются физические поля:
гравитационное поле;
магнитное поле;
электроволновое (электромагнитное) поле;
сейсмоволновое (поле упругих колебаний или сейсмоакустическое);
тепловое поле;
радиационное поле;
В соответствии с этим, разделы общей и разведочной геофизики носят название гравиметрия - гравиразведка, геоэлектрика - электроразведка и т. д.
Физическое поле - это материальная среда, где взаимодействие элементарных частиц, обусловлено тем или иным физическим явлением или их совокупностью. Например, радиоактивный распад, приводящий к существованию радиационного и частично теплового полей, или взаимодействие гравитационных и магнитных тел, приводящих к возникновению гравитационных и магнитных полей.
Основная особенность физических полей - это их деформация под действием тех или иных материальных объектов, в частности геологических тел.
Физические поля применительно к геофизике называют геофизическими полями. Они характеризуются параметрами (физическими величинами). Последние определяются инструментально, т. е. с помощью приборов.
Этих параметров в основном два: потенциал (U) и напряжённость (E).
Потенциал поля - выражается в его концентрации в той или иной точке изучаемой среды, т. е. это энергия, обусловленная работой по перенесению точечного источника из бесконечности, где поле равно 0 в заданную точку среды.
Напряжённость поля - первая производная его потенциала, т. е. градиент нарастания или наоборот разрежения физического явления.
E = - grad U ,
где Е - напряжённость, а U - потенциал геофизического поля.
Материальные объекты, взаимодействие которых приводит к существованию геофизических полей, характеризуются физическими показателями (или физическими свойствами). Это плотность, электропроводность, магнитная восприимчивость и др.
Физические свойства выражаются в их способности создавать геофизические поля. Основные свойства следующие:
Плотность () -показатель, характеризующий соотношение массы и занимаемой ею объема. Единица измерения г/см3 или кг/м2. Используется в гравиметрии.
Магнитная восприимчивость (к) -показатель, характеризующий способность природных объектов намагничиваться под действием магнитного поля. Единица измерения 10-5 ед. СИ. Используется в магнитометрии. геофизика поле волна
Удельная электропроводность (уэ) - показатель, характеризующий способность природных объектов проводить электрический ток. Единица измерения Сим/м. Используется в электрометрии.
Скорость распространения упругих волн (V) - показатель, характеризующий способность природных объектов передавать упругие деформации под действием механических воздействий (напряжений). Единица измерения м/сек. Используется в сейсмометрии.
Естественная радиоактивность (Jг) - показатель, характеризующий способность природных объектов излучать б, в и г частицы, приводящие к радиоактивному распаду. Единица измерения Беккерель (Бк) - 1 распад в сек. Используется в радиометрии.
Теплопроводность (л) - показатель, характеризующий способность природных объектов проводить тепло, т. е. направленный процесс распространения теплоты от более нагретых к менее нагретым объектам и приводящий к выравниванию температуры среды. Единица измерения Вт/м*К. Используется в геотермии.
По происхождению геофизические поля разделяются на естественные и искусственные. Естественные поля существуют, не зависимо от человеческой деятельности, а искусственные возбуждаются по заданию экспериментатора.
В общей геофизике в основном изучаются естественные поля. В разведочной геофизике, относящейся к геологической разведке, а также инженерной геофизике, геофизике ландшафта, экологической геофизике наряду с естественными в большей мере изучаются искусственные (наведенные) поля.
Методы общей и разведочной геофизики основаны на единых геофизических полях, но разнятся вследствие разных задач и предмета исследований.
Науки геофизического цикла в соответствии с используемыми полями приведены в таблице 1.
Таблица 1
Науки геофизического цикла (разделы) общей и разведочной геофизики в зависимости от используемых геофизических полей
|
Геофизическое поле |
Раздел общей геофизики |
Раздел разведочной (прикладной) геофизики |
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
1.Гравитационное |
Гравиметрия - изучение силы тяжести с целью распределения природных масс по их особенностям в тех или иных геосферах. |
Гравиразведка - совокупность методов для выявления и изучения геологических тел на основе их отличия по плотности. |
|
|
2.Магнитное |
Магнитометрия - учение о магнитном поле Земли и вариациях земного магнетизма. |
Магниторазведка - совокупность методов и способов выявления и изучения геологических объектов на основе их отличия по магнитной восприимчивости. |
|
|
3.Электроволновое |
Электрометрия - учение об электрическом поле Земли, электромагнитных явлениях, электрохимических и электрокинетических процессах в её недрах. |
Электроразведка - совокупность методов и способов выявления и изучения геологических тел на основе их отличия по удельному электрическому сопротивлению, поляризуемости и диэлектрической проницаемости. |
|
|
4.Сейсмоволновое |
Сейсмометрия - учение о сейсмоволновом поле Земли вследствие механических воздействий типа землетрясений, извержения вулканов, падению метеоритов. |
Сейсморазведка - совокупность методов и способов выявления и изучения геологических тел на основе их способности распространять, отражать и преломлять упругие волны, а также их интерферировать и дифрагировать. |
|
|
5.Тепловое |
Теплометрия - учение о тепловом поле Земли и особенности его распределения в оболочках. |
Термическая разведка - совокупность методов и способов выявления и изучения геологич. тел на основе их отличия по теплопроводности и теплоёмкости. |
|
|
6.Радиационное |
Радиометрия - учение о радиационном поле Земли вследствие распада радиоактивных элементов земной коры. |
Ядерная разведка - совокупность методов и способов выявления и изучения радиоактивных руд, а также решение ряда геологических и геоэкологических задач. |
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Сущность физики как науки о формах движения материи и их взаимных превращениях. Теснейшая связь физики с другими отраслями естествознания, ее методы исследований. Основные величины, используемые в механике, молекулярной физике, термодинамике и оптике.
лекция [339,3 K], добавлен 28.06.2013Предмет и структура физики. Роль тепловых машин в жизни человека. Основные этапы истории развития физики. Связь современной физики с техникой и другими естественными науками. Основные части теплового двигателя и расчет коэффициента его полезного действия.
реферат [751,3 K], добавлен 14.01.2010Предмет физики Земли. Геофизические поля. Методы исследований, предназначенных для наблюдений в атмосфере, на земной поверхности, в скважинах и шахтах, на поверхности и в глубине водоёмов. Общие сведения о Земле. Глобальные и промежуточные границы.
презентация [4,6 M], добавлен 24.10.2013Базовые сведения о необычном эффекте туннельной интерференции полей волн произвольной физической природы, проявление которой необходимо при изучении и физико-математическом моделировании условий распространения указанных волн в поглощающих средах.
реферат [43,6 K], добавлен 30.01.2008Рассмотрение истории развития и предметов исследования нанотехнологии, биофизики (физические аспекты существования живой природы), космической биологии, астробиологии (иные формы жизни в космосе) и геофизики (строение Земли с точки зрения физики).
реферат [258,4 K], добавлен 30.03.2010Предмет физики и ее связь со смежными науками. Общие методы исследования физических явлений. Развитие физики и техники и их взаимное влияния друг на друга. Успехи физики в течение последних десятилетий и характеристика ее современного состояния.
учебное пособие [686,6 K], добавлен 26.02.2008Параметры упругих гармонических волн. Уравнения плоской и сферической волн. Уравнение стоячей волны. Распространение волн в однородной изотропной среде и принцип суперпозиции. Интервалы между соседними пучностями. Скорость распространения звука.
презентация [155,9 K], добавлен 18.04.2013Рассмотрение комплекса наук, исследующих физическими методами строение Земли. Определение влияния на развитие геофизики результатов космических исследований и развития теории тектоники плит. Характеристика предмета изучение солнечно-земной физики.
презентация [9,5 M], добавлен 26.04.2019Электрическое поле Земли. Атмосферики, радиоизлучения Солнца и галактик. Физические основы взаимодействия электромагнитных полей с биологическими объектами. Главные преимущества и недостатки лазеротерапии. Глубина проникновения волн в различные ткани.
курсовая работа [179,2 K], добавлен 16.05.2016Основные виды физических полей в конструкциях РЭС. Моделирование теплового поля интегральной схемы в САПР ANSYS. Моделирование поля электромагнитного поля интегральной схемы, изгибных колебаний печатного узла. Высокая точность и скорость моделирования.
методичка [4,2 M], добавлен 20.10.2013Понятие "единой теории полей", анализ известных типов взаимодействий, направлений их объединения. Суть основных положений и достижений современной физики. Особенности физики элементарных частиц. Теории электрослабого взаимодействия, "всего", суперструн.
курсовая работа [636,9 K], добавлен 23.07.2010Изучение геофизических и магнитных полей Земли, влияние их на атмосферу и биосферу. Теория гидромагнитного динамо. Причины изменения магнитного поля, исследование его с помощью археомагнитного метода. Передвижение и видоизменение магнитосферы планеты.
реферат [19,4 K], добавлен 03.12.2013Типы волн и их отличительные особенности. Понятие и исследование параметров упругих волн: уравнения плоской и сферической волн, эффект Доплера. Сущность и характеристика стоячих волн. Явление и условия наложения волн. Описание звуковых и стоячих волн.
презентация [362,6 K], добавлен 24.09.2013Преобразование исходной системы уравнений к расчётной форме. Зависимость длины волны от скорости распространения. Механизмы возникновения волн на свободной поверхности жидкости. Зависимость между групповой скоростью волн и скоростью их распространения.
курсовая работа [451,6 K], добавлен 23.01.2009Связь между переменным электрическим и переменным магнитным полями. Свойства электромагнитных полей и волн. Специфика диапазонов соответственного излучения и их применение в быту. Воздействие электромагнитных волн на организм человека и защита от них.
курсовая работа [40,5 K], добавлен 15.08.2011- Распространение плоских, гармонических по времени, упругих акустических волн в периодичном волноводе
Волновые явления в периодических слоистых волноводах. Создание приложения, моделирующего процесс распространения плоских, гармонических по времени, упругих акустических волн в периодическом волноводе. Метод Т-Матриц для периодического волновода.
курсовая работа [910,2 K], добавлен 30.06.2014 Изложение физических основ классической механики, элементы теории относительности. Основы молекулярной физики и термодинамики. Электростатика и электромагнетизм, теория колебаний и волн, основы квантовой физики, физики атомного ядра, элементарных частиц.
учебное пособие [7,9 M], добавлен 03.04.2010Экспериментальный и теоретический методы познания физической реальности. Единая теория векторных полей - обобщение уравнений электродинамики Максвелла, теоретическое обоснование схемы их построения; исследование гравитационного и электрического полей.
контрольная работа [18,7 K], добавлен 10.01.2011Изучение процессов во взрывной волне, возникающей при разрушении сосуда с токсикантом, и нахождение ее параметров. Построение полей скоростей в зоне, прилегающей к месту аварии. Построение концентрационных полей, формируемых прямой и отраженной волной.
дипломная работа [108,1 K], добавлен 29.08.2014Расчет структуры электромагнитных полей внутри и вне бесконечного проводящего цилиндра и в волноводе методом разделения переменных при интегрировании дифференциальных уравнений для получения аналитических выражений потенциалов и напряженностей полей.
курсовая работа [860,6 K], добавлен 14.12.2013
