Seizmická vlna: Rozdiel medzi revíziami

Smazaný obsah Přidaný obsah
Robzle (diskusia | príspevky)
d d
Peko (diskusia | príspevky)
add fyzikálny opis
Riadok 2:
'''Seizmická vlna''' je typ [[Vlnenie|vlnenia]], ktoré je vyžarované pri [[Deformácia (mechanika)|deformácii]] [[Hornina|hornín]]. Táto deformácia môže byť spôsobená [[Zemetrasenie|zemetrasením]], výbuchom, zrútením skalného masívu a pod. Seizmické vlny zaznamenávajú [[Seizmometer|seizmometre]] a analýza týchto záznamov slúži na zisťovanie [[Stavba Zeme|stavby vnútra Zeme]].
 
== Fyzikálna charakteristika seizmických vĺn ==
{{geologický výhonok}}
Seizmické vlny sú elastické vlny a ich šírenie v izotropnom homogénnom elastickom prostredí popisuje pohybová rovnica kontinua (elastodynamická rovnica):
: <math>\rho \mu_{i,tt}=\tau_{ij,j} + f_i\,\!</math>
pre [[tenzor]] napätia platí [[Hookov zákon]]:
: <math>\tau_{ij} = \lambda u_{k,k}\delta_{ij} + \mu(u_{i,j} + u_{j,i})\,\!</math>
kde:
* '''<math>\rho(\vec x)\,\!</math>''' je hustota
* '''<math>\lambda(\vec x)\,\!</math>''' a '''<math>\mu(\vec x)\,\!</math>''' sú Laméove elastické koeficienty
* '''<math>\tau_{ij}(\vec x,t)\,\!</math>''' kde <math>i, j \in (1,2,3)\,\!</math> tenzor napätia
* '''<math>\vec f(\vec x,t)\,\!</math>''' vonkajšia sila, pôsobiaca na jednotku objemu
 
V obidvoch rovniciach platí <math>u_{i,tt} = \partial ^2u_i / \partial t^2, \tau_{ij,j} \partial \tau_{ij} / \partial x_j\,\!</math>.
 
Pre homogénne nekonečné prostredie sa pohybová rovnica dá rozdeliť na dve nezávislé vlnové rovnice. V reči fyziky to znamená, že v takomto prostredí sa môžu šíriť dva druhy vĺn:
* pozdĺžna vlna s rýchlosťou <math>\alpha = \sqrt{(\lambda + 2\mu) / \rho}\,\!</math>
* priečna vlna s rýchlosťou <math>\beta = \sqrt{\mu / \rho}\,\!</math>
Vzťah medzi rýchlosťami vĺn je nasledovný <math>\alpha \ge \sqrt{2} \beta\,\!</math>.
 
Pri šírení pozdĺžnej vlny kmitajú častice prostredia v smere jej šírenia, pri šírení priečnej kolmo na smer jej šírenia. Pri dopade vĺn na [[Fázové rozhranie|rozhranie]] dvoch prostredí sa lomia a odrážajú, pre uhol dopadu a lomu platí [[Snellov zákon]]. V [[Kvapalina|kvapalinách]] je <math>\mu = 0\,\!</math>, preto sa v nich nešíria priečne vlny.
 
Zem ako teleso však nie je homogénna, je ohraničená a viaceré časti jej vnútra sú anizotrópne, pričom pri šírení seizmických vĺn dochádza vplyvom celého radu procesov k útlmu amplitúd vĺn. Popis vlnového poľa Zeme je preto veľmi komplikovaný.
 
== Rozdelenie ==
[[Obrázok:Seismogram.gif|thumb|right|300px|Seizmogram so zaznamenanými P a S-vlanmi.]]
Základné rozdelenie seizmických vĺn je podľa toho, či sa môžu šíriť vnútrom Zeme, alebo nie na objemové a povrchové.
 
=== Objemové vlny ===
Objemové, alebo priestorové vlny sú tie, ktoré sa šíria zemským telesom. Rozdeľujú sa na [S-vlna|pozdĺžne]] a [P-vlna|priečne]] (v seizmológii sa označujú ako P a S vlny). P je z [[Latinčina|lat.]] ''primae'' - primárne a S sú sekundárne vlny (''secundae''). Toto označenie bolo zavedené podľa toho, v akom poradí sú zapisované na [[seizmogram]]. Pozdĺžne vlny (pretože sú rýchlejšie) sú zaznamenávané ako prvé, seundárne ako druhé. Amplitúda vlny je úmerná 1/r (kde r je vzdialenosť miesta merania od [[Epicentrum|epicentra]]). Z hľadiska deštruktívneho účinku sú na tom lepšie priečne vlny, pretože pri pohybe častíc šíriacej sa vlny dochádza k strižným zmenám v prostredí, kdežto u pozdĺžnych k objemovým. Keďže v telese Zeme sa nachádzajú rôzne výrazné rozhrania, dochádza k lámani a odrazu objemových vĺn. Priamo sa šíriace vlny v [[Zemský plášť|plášti]] sa označujú známym P a S, vlny odrazené od rozhrania plášť - [[Zemské jadro|jadro]]) sú tzv. c-vlny, K-P sú vlny šíriace sa vo vonkajšom jadre I-P a J-S vlny sa šíria vo vnútronom jadre. To že vonkajšie jadro je kvapalné, je doožené tým, že sa v ňom nešíria priečne S vlny.
 
== Povrchové vlny ==
Povrchové typy seizmických vĺn sa šíria len po povrchu, maximálne v obmedzenej miere pod povrch Zeme. Najdôležitejšie z povrchových vĺn sú [[Rayleighova vlna|Rayleigohve]] a [[Loveova vlna|Loveove vlny]]. Ich rýchlosti (na rozdiel od objemových vĺn) výrazne závisia od [[Frekvencia|frekvencie]] a ich amplitúdy sú úmerné <math>1/\sqrt r</math>. Ich ničivosť je, vzhľadom na kmitanie častíc (viď vrchný obrázok) obrovská.
 
{{geologickýGeologický výhonok}}
 
[[Kategória:Seizmológia]]