❶ 舉例論述數字信號處理理論在地球物理數據處理中的應用
數字信號處理理論內容很廣,它在地球物理數據處理中的應用也很多,不知道dota002009 是想知道那種方法在地球物理數據處理中的應用。有小波變換、時頻分析、還有反濾波方法(如,最小平方等)可以用來提高地震解析度。還有虛譜法(也叫偽譜法),譜估計(如,高階譜)可用來提取子波。去噪還有很多方法,具體就不多介紹了。
希望對你有幫助,若還有問題:請就你具體做的方面再說吧!
❷ 物理會考知識點高中
第1章力
一、力:力是物體間的相互作用。
1、力的國際單位是牛頓,用N表示;
2、力的圖示:用一條帶箭頭的有向線段表示力的大小、方向、作用點;
3、力的示意圖:用一個帶箭頭的線段表示力的方向;
4、力按照性質可分為:重力、彈力、摩擦力、分子力、電場力、磁場力、核力等等;
(1)重力:由於地球對物體的吸引而使物體受到的力;
(A)重力不是萬有引力而是萬有引力的一個分力;
(B)重力的方向總是豎直向下的(垂直於水平面向下)
(C)測量重力的儀器是彈簧秤;
(D)重心是物體各部分受到重力的等效作用點,只有具有規則幾何外形、質量分布均勻的物體其重心才是其幾何中心;
(2)彈力:發生形變的物體為了恢復形變而對跟它接觸的物體產生的作用力;
(A)產生彈力的條件:二物體接觸、且有形變;施力物體發生形變產生彈力;
(B)彈力包括:支持力、壓力、推力、拉力等等;
(C)支持力(壓力)的方向總是垂直於接觸面並指向被支持或被壓的物體;拉力的方向總是沿著繩子的收縮方向;
(D)在彈性限度內彈力跟形變數成正比;F=Kx
(3)摩擦力:兩個相互接觸的物體發生相對運動或相對運動趨勢時,受到阻礙物體相對運動的力,叫摩擦力;
(A)產生磨擦力的條件:物體接觸、表面粗糙、有擠壓、有相對運動或相對運動趨勢;有彈力不一定有摩擦力,但有摩擦力二物間就一定有彈力;
(B)摩擦力的方向和物體相對運動(或相對運動趨勢)方向相反;
(C)滑動摩擦力的大小F滑=μFN壓力的大小不一定等於物體的重力;
(D)靜摩擦力的大小等於使物體發生相對運動趨勢的外力;
(4)合力、分力:如果物體受到幾個力的作用效果和一個力的作用效果相同,則這個力叫那幾個力的合力,那幾個力叫這個力的分力;
(A)合力與分力的作用效果相同;
(B)合力與分力之間遵守平行四邊形定則:用兩條表示力的線段為臨邊作平行四邊形,則這兩邊所夾的對角線就表示二力的合力;
❸ 中國地質大學地球物理學要學哪些科目
中國地質大學地球物理學專業基礎主幹課:工程數學、物理學、綜合地質學、數字信號處理、應用地球物理系列課程、工程勘探、電工電子技術、計算機高級語言、面向對象程序設計方法、圖形圖像分析與軟體設計及信息技術等。
主要實踐性教學:實驗物理、計算機程序設計、周口店教學實習、北戴河專業實習、畢業設計等。
學生畢業後就業於國土資源、能源、環境、水利、冶金、有色金屬、電力、環保、信息技術等國民經濟建設各部門和企業,以及相關科研機構和高等院校。
❹ 生物地理會考c級是多少分
c是60以上70以下。
A為優秀,分數段在總分的80%以上(含80%);
B為良好,分數段在總分的70%~80%(含70%);
C為合格,分數段在總分的60%~70%(含60%);
D為不合格,分數為總分的60%以下。
(4)地理物理會考C怎麼辦擴展閱讀:
會考注意事項
一、考前
1、靜心復習,系統梳理各科知識體系,做到心中有數,充滿自信。
2、注意生活細節,不要改變已形成的生活習慣(如生物鍾、飲食習慣等)。
3、保證良好的睡眠(尤其是考試前夜),以保證充足的體力和清醒的頭腦。
4、注意安全,不要在考前受傷。
5、保管好自己的准考證,不丟失,不損壞,不污染。
6、愛護臨時教室的公物,損壞兩倍賠償。
二、考中
1、遵守考場規則,尊重監考老師(切不可與監考老師發生沖突),服從監考老師的指令(在廣播或監考老師發出「開始答題」指導令前不能答題),看清並認真填寫答題卡的卷頭內容。
2、認真審題,仔細答題,做到不急不躁,遇到不曾見過的題目,不要緊張,認真思考,沉著作答。
3、先做完選擇題,再塗答題卡,認真核對,不要弄錯順序。
4、非選擇題可直接答在答題卡上,不用先填試卷,再抄上答題卡,以節省時間,檢查答題卡的填塗情況。
❺ 地球物理
(一)重力特徵
重力密度參數:變質岩大於沉積岩,老地層大於新地層,界與界的地層間存在明顯差異,如元古宇與中生界重力密度參數值分別為-0.14g/cm3、-0.07g/cm3,這一重力密度界面能反映出盆地構造、基底起伏變化特徵。
1.地殼結構
由深地震剖面測深所得的地殼結構剖面(圖1-4)表明,本區地殼結構模型以三層速度結構為主,即以穩定的地震相P°2、P°3、P°4為標志。P°2為地殼中間界面反射波,比較穩定;P°3為一梯度層,是下地殼弱界面反射波,可能是下地殼界面;P°4是莫霍面反射波,是殼幔間的重要界面,即莫霍面。上地殼為勻速層(速度梯度小),下地殼普遍為明顯的梯度層。
在地殼結構剖面圖中也可以看出,區內湯郎—易門斷裂、元謀—綠汁江斷裂、渡口—南華隱伏斷裂均為切穿莫霍面的深斷裂,普渡河斷裂為切穿上地殼的深斷裂。
2.重力異常特徵
楚雄盆地內布格重力異常全為負值,場值由南東向-160×10-5m/s2向西降低至-250×10-5m/s2,總體形成由南至北場值緩變帶,並在此帶形成永仁—牟定北—武定和華坪—賓川場值升高地段及其二者之間的場值降低區域。
而滇中地區布格重力區域場垂向二階導數異常,反映了同樣的分布特點,淺層密度不均勻體的布格重力局部異常,在負背景場中形成賓川—祥雲、華坪、姚安西、永仁、牟定北、武定、新平西7個局部重力高地段,以及元謀、雙柏東、元謀南、大姚—永勝5個局部重力低地段,總體上構成永仁、牟定北、祿豐北、武定和華坪、賓川 祥雲、姚安西兩處重力高分布地段及其兩者之間夾持的局部重力低分布地段,與深部重力場分布相對應,揭示了深部隆坳分布和淺層沉積盆地具有同向相關的特點和坳隆相間的台陷盆地構造格局(圖1-5)。祿豐—武定銅鐵多金屬礦帶則分布於重力高異常帶內,與隆起的褶皺基底緊密相關。
3.地殼厚度
由重力資料反算地殼厚度編制的滇中紅盆及鄰區地殼厚度圖(圖1-6)可以看出,滇中紅盆中部,即渡口—永仁—雙柏,為一南北向展布的地幔隆起區,地殼厚度較小,為38~42km。其北東側為地幔凹陷區,地殼厚度增至44~47km。西部期納—大姚一帶為地幔斜坡凹陷區,地殼厚度44~50km。莫霍面總體顯示由南東向北西傾斜,北西部陡,南東部緩的特點。
(二)航磁異常特徵
1.1﹕100萬航磁異常特徵
楚雄盆地即為元謀古隆起帶西側坳陷。楚雄盆地隆起帶下部為一套穩定的強磁性剛性基底,推測為苴林群深變質雜岩系;坳陷帶深埋基底磁性相對較弱,可能為昆陽群淺變質岩系組成;盆地基底埋深呈北高南低、東高西底的總趨勢,綠汁江斷裂以東基底埋深又增加,反映出本區域基底層因深大斷裂產生斷塊不均勻台陷、傾斜和隆起的特徵。
區域航磁異常為殼內磁性體的綜合反映。滇中地區的航磁化極異常總體表現為在負背景場中呈南北向的帶狀、封閉狀正負相間異常(圖1-7)。在祿勸 昆明 晉寧以及楚雄盆地以東的永仁—牟定—楚雄和盆地以西的永勝—賓川—詳雲為3個正異常帶,場值為50~200nT;正異常帶之間的大姚—鹽津和武定—祿豐—易門一帶為負異常帶,場值為-25~-100。總體上航磁異常與區域場垂向二階導數異常特點類同,基本與布格重力異常反映的深部隆坳對應。
圖1-4 滇中紅盆東西向爆炸地震剖面圖(據郭遠生等,2008,修編)
圖中未標單位的數字為地震波速(單位:km/s)
圖1-5 滇中地區重力區域場垂向二階導數異常示意圖(據郭遠生等,2008,修編)
反映淺層磁性不均勻體的局部異常則表現為負背景場中疊加的場值不一的局部正、負異常。局部正異常有華坪西、永勝、賓川和元江、新平西、楚雄南、牟定、永仁、武定北等,局部負異常主要有華坪、鹽津、雙柏、元謀、武定等,宏觀上構成的局部磁力高地段和局部磁力低地段的分布格局與布格重力異常分布格局大致相同,從另一個側面佐證了重力異常顯示的滇中地區和楚雄盆地坳、隆相間的構造格局,揭示了永仁-楚雄一帶與華坪一賓川一帶和元謀以東環州盆地基底升降的差異性。前者反映的是磁性較強的苴林群(普登群)、大紅山群,而後者反映的是磁性較弱的昆陽群。
圖1-6 滇中紅盆及鄰區地殼厚度圖(據郭遠生等,2008.修編)
圖1-7 滇中地區航磁化極區域場垂向二導異常示意圖(據郭遠生等,2008,修編)
楚雄盆地東側的磁場值比西側強,且場值盆地、西側相同,往大姚—鹽津一帶降低。航磁異常顯示,滇中砂岩銅礦床及銅礦化集中區,一般也分布於航磁化極正、異常過渡帶,且靠向場值升高一側,亦反映其形成與基底的相對凹陷相關。
而祿豐—武定地區的東川式銅多金屬礦帶則分布於航磁化極負異常區域,顯示其與磁性相對弱的昆陽群褶皺基底層隆起關系密切。
2.1﹕2.5萬航磁測量
1978年完成的1﹕2.5萬航磁測量,完整地圈定出祿豐—武定地區的磁異常形態(圖1一8)。該異常面積約60km2,為低緩的正異常,場值25~80nT,其范圍包括雞冠山、白石岩、小松坡、大美廠。南北長l1km,寬4~6km。雞冠山以北為半環狀的低緩負異常,場值25~80nT;雞冠山與白石岩之間,為1km2的正異常中心地段,場值50~80nT。
圖1-8 祿豐—武定銅鐵多金屬成礦綜合地質圖
其中,有C38(過水溝、大寶山)、C39(東方紅)、C40(下獅子口)、C41(岔河、羅斯沖)、C42(邵家坡)、C50(白嶺岩)及陸子溝(鵝頭廠鐵礦)異常都證明了與銅鐵礦有關。
一碗水C58,強度230nT。25nT等值線范圍約6km2,異常曲線北陡南緩,北側有負異常伴生,並且在異常中心形成兩個較高的峰值,呈雙山峰式展布。1987年經地面磁法檢查,50nT以上等值線由5個小異常構成,反映為多個磁性體的疊加異常,重力和次生暈剖面檢查,反映出重磁同源的特徵,並具鵝頭廠式銅鐵礦的元素組合特徵,平均異常w(Cu)為469×10-6、w(Mn)為5782×10-6、w(Ni)為37×10-6,因此推斷為深部次火山岩和磁鐵礦引起。
白石岩C64異常,據磁異常特徵推斷為埋深350~1000m的傾斜薄板狀強磁性層引起的異常,結合本區的磁性特徵分析,深部有鵝頭廠式銅鐵礦體賦存的可能性較大。
(三)航空放射性伽馬異常特徵
如華坪、賓川、姚安及元謀等異常在空間上與鹼性岩及花崗岩、斑岩分布地段相吻合,部分產出於苴林群、大紅山群、昆陽群出露地段,多數沿平川街斷裂、大姚一南華隱伏斷裂及綠汁江斷裂邊緣產出,並與基底局部隆起相對應,反映出岩漿活動與基底構造關系密切。
(四)大地熱流特徵
滇中紅盆和滇東地區同屬中熱流區,據汪緝安等(1990)的研究,大地熱流的分布與熱流值的變化、地幔蠕動性、構造活動性,以及大地構造單元的特點密切有關。滇中紅盆是一個地幔隆起區,莫霍面深度為40~55km,中生代以來,印支運動、喜馬拉雅運動、喜馬拉雅運動對本區都有強烈影響。西側麗江、劍川、大理一線和東側安寧河斷裂帶自新生代以來一直都是地震強烈活動帶。據汪緝安等(1990)所作雲南500m 深地溫圖和雲南1000m 深地溫圖,滇中紅盆500m深地溫為35~40℃,1000m 深地溫為45~50℃,地熱等值線大致沿渡口—楚雄為軸線,呈長橢圓形分布。但在一些斷裂帶附近,如程海斷裂及小江斷裂附近深度1000m的地溫可高達150℃,所以本區總體上是一個中溫地熱區,而在幾個深大斷裂帶上局部為高溫熱線與熱點區。
❻ 求地球物理方面的論壇
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❼ 高二上學期物理會考怎麼復習,哪些是重點
高中會考題都是比較簡單的基礎題,只要平時多看看書本和做書後練習題,把會考綱要的題目做一遍,就基本能及格。
物理知識要點主要有:
一、質點的運動(1)------直線運動
一)勻變速直線運動
1.平均速度V平=s/t(定義式)
2.加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo為正方向,a與Vo同向(加速)a>0;反向則a<0}
3.末速度Vt=Vo+at
4.中間時刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2
5.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t
6.中間位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2
7.有用推論Vt2-Vo2=2as
8.實驗用推論Δs=aT2 {Δs為連續相鄰相等時間(T)內位移之差}
9.主要物理量及單位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;時間(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度單位換算:1m/s=3.6km/h。
註:
(1)平均速度是矢量;
(2)物體速度大,加速度不一定大;
(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是決定式;
(4)其它相關內容:質點、位移和路程、參考系、時間與時刻〔見第一冊P19〕/s--t圖、v--t圖/速度與速率、瞬時速度〔見第一冊P24〕。
二)自由落體運動
1.初速度Vo=0
2.末速度Vt=gt
3.下落高度h=gt2/2(從Vo位置向下計算)
4.推論Vt2=2gh
注:
(1)自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,遵循勻變速直線運動規律;
(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近較小,在高山處比平地小,方向豎直向下)。
(3)豎直上拋運動
a.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)
b.位移s=Vot-gt2/2
c.有用推論Vt2-Vo2=-2gs
d.上升最大高度Hm=Vo2/2g(拋出點算起)
e.往返時間t=2Vo/g (從拋出落回原位置的時間)
注:
(1)全過程處理:是勻減速直線運動,以向上為正方向,加速度取負值;
(2)分段處理:向上為勻減速直線運動,向下為自由落體運動,具有對稱性;
(3)上升與下落過程具有對稱性,如在同點速度等值反向等。
二、質點的運動(2)----曲線運動、萬有引力
一)平拋運動
1.水平方向速度:Vx=Vo
2.豎直方向速度:Vy=gt
3.水平方向位移:x=Vot
4.豎直方向位移:y=gt2/2
5.運動時間t=(2y/g)1/2(通常又表示為(2h/g)1/2)
6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2;合速度方向與水平夾角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0
7.合位移:s=(x2+y2)1/2,
位移方向與水平夾角α:tgα=y/x=gt/2Vo
8.水平方向加速度:ax=0;豎直方向加速度:ay=g
註:
(1)平拋運動是勻變速曲線運動,加速度為g,通常可看作是水平方向的勻速直線運與豎直方向的自由落體運動的合成;
(2)運動時間由下落高度h(y)決定與水平拋出速度無關;
(3)θ與β的關系為tgβ=2tgα;
(4)在平拋運動中時間t是解題關鍵;
(5)做曲線運動的物體必有加速度,當速度方向與所受合力(加速度)方向不在同一直線上時,物體做曲線運動。
二)勻速圓周運動
1.周期與頻率:T=1/f
2.線速度V=s/t=2πr/T
3.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
4.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r
5.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合
6.角速度與線速度的關系:V=ωr
7.角速度與轉速的關系ω=2πn(此處頻率與轉速意義相同)
8.主要物理量及單位:弧長(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);頻率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);轉速(n):r/s;半徑(r):米(m);線速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。
註:
(1)向心力可以由某個具體力提供,也可以由合力提供,還可以由分力提供,方向始終與速度方向垂直,指向圓心;
(2)做勻速圓周運動的物體,其向心力等於合力,並且向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小,因此物體的動能保持不變,向心力不做功,但動量不斷改變。
三)萬有引力
1.開普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:軌道半徑,T:周期,K:常量(與行星質量無關,取決於中心天體的質量)}
2.萬有引力定律:F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N•m2/kg2,方向在它們的連線上)
3.天體上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R:天體半徑(m),M:天體質量(kg)}
4.衛星繞行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天體質量}
5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s
6.地球同步衛星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半徑}
注:
(1)天體運動所需的向心力由萬有引力提供,F向=F萬;
(2)應用萬有引力定律可估算天體的質量密度等;
(3)地球同步衛星只能運行於赤道上空,運行周期和地球自轉周期相同;
(4)衛星軌道半徑變小時,勢能變小、動能變大、速度變大、周期變小(一同三反);
(5)地球衛星的最大環繞速度和最小發射速度均為7.9km/s。
三、力(常見的力、力的合成與分解)
一)常見的力
1.重力G=mg (方向豎直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用點在重心,適用於地球表面附近)
2.胡克定律F=kx {方向沿恢復形變方向,k:勁度系數(N/m),x:形變數(m)}
3.滑動摩擦力F=μFN {與物體相對運動方向相反,μ:摩擦因數,FN:正壓力(N)}
4.靜摩擦力0≤f靜≤fm (與物體相對運動趨勢方向相反,fm為最大靜摩擦力)
5.萬有引力F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N•m2/kg2,方向在它們的連線上)
6.靜電力F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109N•m2/C2,方向在它們的連線上)
7.電場力F=Eq (E:場強N/C,q:電量C,正電荷受的電場力與場強方向相同)
8.安培力F=BILsinθ (θ為B與L的夾角,當L⊥B時:F=BIL,B//L時:F=0)
9.洛侖茲力f=qVBsinθ (θ為B與V的夾角,當V⊥B時:f=qVB,V//B時:f=0)
注:
(1)勁度系數k由彈簧自身決定;
(2)摩擦因數μ與壓力大小及接觸面積大小無關,由接觸面材料特性與表面狀況等決定;
(3)fm略大於μFN,一般視為fm≈μFN;
(4)其它相關內容:靜摩擦力(大小、方向)〔見第一冊P8〕;
(5)物理量符號及單位B:磁感強度(T),L:有效長度(m),I:電流強度(A),V:帶電粒子速度(m/s),q:帶電粒子(帶電體)電量(C);
(6)安培力與洛侖茲力方向均用左手定則判定。
二)力的合成與分解
1.同一直線上力的合成同向:F=F1+F2, 反向:F=F1-F2 (F1>F2)
2.互成角度力的合成:
F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(餘弦定理) F1⊥F2時:F=(F12+F22)1/2
3.合力大小范圍:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β為合力與x軸之間的夾角tgβ=Fy/Fx)
註:
(1)力(矢量)的合成與分解遵循平行四邊形定則;
(2)合力與分力的關系是等效替代關系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;
(3)除公式法外,也可用作圖法求解,此時要選擇標度,嚴格作圖;
(4)F1與F2的值一定時,F1與F2的夾角(α角)越大,合力越小;
(5)同一直線上力的合成,可沿直線取正方向,用正負號表示力的方向,化簡為代數運算。
四、動力學(運動和力)
1.牛頓第一運動定律(慣性定律):物體具有慣性,總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止
2.牛頓第二運動定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力決定,與合外力方向一致}
3.牛頓第三運動定律:F=-F´{負號表示方向相反,F、F´各自作用在對方,平衡力與作用力反作用力區別,實際應用:反沖運動}
4.共點力的平衡F合=0,推廣 {正交分解法、三力匯交原理}
5.超重:FN>G,失重:FN<G {加速度方向向下,均失重,加速度方向向上,均超重}
6.力的獨立作用原理
7.牛頓運動定律的適用條件:適用於解決低速運動問題,適用於宏觀物體,不適用於處理高速問題,不適用於微觀粒子〔見第一冊P67〕
注:
質點平衡狀態是指物體處於靜止或勻速直線狀態。
五、振動和波(機械振動與機械振動的傳播)
1.簡諧振動F=-kx {F:回復力,k:比例系數,x:位移,負號表示F的方向與x始終反向}
2.單擺周期T=2π(l/g)1/2 {l:擺長(m),g:當地重力加速度值,成立條件:擺角θ<100;l>>r}
3.受迫振動頻率特點:f=f驅動力
4.發生共振條件:f驅動力=f固,A=max,共振的防止和應用〔見第一冊P175〕
5.機械波、橫波、縱波〔見第二冊P2〕
6.波速v=s/t=λf=λ/T{波傳播過程中,一個周期向前傳播一個波長;波速大小由介質本身所決定}
7.聲波的波速(在空氣中)0℃:332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(聲波是縱波)
8.波發生明顯衍射(波繞過障礙物或孔繼續傳播)條件:障礙物或孔的尺寸比波長小,或者相差不大
9.波的干涉條件:兩列波頻率相同(相差恆定、振幅相近、振動方向相同)
10.多普勒效應:由於波源與觀測者間的相互運動,導致波源發射頻率與接收頻率不同{相互接近,接收頻率增大,反之,減小〔見第二冊P21〕}
註:
(1)物體的固有頻率與振幅、驅動力頻率無關,取決於振動系統本身;
(2)加強區是波峰與波峰或波谷與波谷相遇處,減弱區則是波峰與波谷相遇處;
(3)波只是傳播了振動,介質本身不隨波發生遷移,是傳遞能量的一種方式;
(4)干涉與衍射是波特有的;
(5)振動圖象與波動圖象;
(6)其它相關內容:超聲波及其應用〔見第二冊P22〕/振動中的能量轉化〔見第一冊P173〕。
六、沖量與動量(物體的受力與動量的變化)
1.動量:p=mv {p:動量(kg/s),m:質量(kg),v:速度(m/s),方向與速度方向相同}
2.沖量:I=Ft {I:沖量(N•s),F:恆力(N),t:力的作用時間(s),方向由F決定}
3.動量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo {Δp:動量變化Δp=mvt–mvo,是矢量式}
4.動量守恆定律:p前總=p後總或p=p』´也可以是m1v1+m2v2=m1v1´+m2v2´
5.彈性碰撞:Δp=0;ΔEk=0 {即系統的動量和動能均守恆}
6.非彈性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm {ΔEK:損失的動能,EKm:損失的最大動能}
7.完全非彈性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm {碰後連在一起成一整體}
8.物體m1以v1初速度與靜止的物體m2發生彈性正碰:
v1´=(m1-m2)v1/(m1+m2) v2´=2m1v1/(m1+m2)
9.由9得的推論-----等質量彈性正碰時二者交換速度(動能守恆、動量守恆)
10.子彈m水平速度vo射入靜止置於水平光滑地面的長木塊M,並嵌入其中一起運動時的機械能損失
E損=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相對 {vt:共同速度,f:阻力,s相對子彈相對長木塊的位移}
註:
(1)正碰又叫對心碰撞,速度方向在它們「中心」的連線上;
(2)以上表達式除動能外均為矢量運算,在一維情況下可取正方向化為代數運算;
(3)系統動量守恆的條件:合外力為零或系統不受外力,則系統動量守恆(碰撞問題、爆炸問題、反沖問題等);
(4)碰撞過程(時間極短,發生碰撞的物體構成的系統)視為動量守恆,原子核衰變時動量守恆;
(5)爆炸過程視為動量守恆,這時化學能轉化為動能,動能增加;(6)其它相關內容:反沖運動、火箭、航天技術的發展和宇宙航行〔見第一冊P128〕。
七、功和能(功是能量轉化的量度)
1.功:W=Fscosα(定義式){W:功(J),F:恆力(N),s:位移(m),α:F、s間的夾角}
2.重力做功:Wab=mghab {m:物體的質量,g=9.8m/s2≈10m/s2,hab:a與b高度差(hab=ha-hb)}
3.電場力做功:Wab=qUab {q:電量(C),Uab:a與b之間電勢差(V)即Uab=φa-φb}
4.電功:W=UIt(普適式) {U:電壓(V),I:電流(A),t:通電時間(s)}
5.功率:P=W/t(定義式) {P:功率[瓦(W)],W:t時間內所做的功(J),t:做功所用時間(s)}
6.汽車牽引力的功率:P=Fv;P平=Fv平 {P:瞬時功率,P平:平均功率}
7.汽車以恆定功率啟動、以恆定加速度啟動、汽車最大行駛速度(vmax=P額/f)
8.電功率:P=UI(普適式) {U:電路電壓(V),I:電路電流(A)}
9.焦耳定律:Q=I2Rt {Q:電熱(J),I:電流強度(A),R:電阻值(Ω),t:通電時間(s)}
10.純電阻電路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt
11.動能:Ek=mv2/2 {Ek:動能(J),m:物體質量(kg),v:物體瞬時速度(m/s)}
12.重力勢能:EP=mgh {EP :重力勢能(J),g:重力加速度,h:豎直高度(m)(從零勢能面起)}
13.電勢能:EA=qφA {EA:帶電體在A點的電勢能(J),q:電量(C),φA:A點的電勢(V)(從零勢能面起)}
14.動能定理(對物體做正功,物體的動能增加):
W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK
{W合:外力對物體做的總功,ΔEK:動能變化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)}
15.機械能守恆定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2
16.重力做功與重力勢能的變化(重力做功等於物體重力勢能增量的負值)WG=-ΔEP
注:
(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量轉化多少;
(2)0°≤α<90°做正功;90O<α≤180O做負功;α=90°不做功(力的方向與位移(速度)方向垂直時該力不做功);
(3)重力(彈力、電場力、分子力)做正功,則重力(彈性、電、分子)勢能減少
(4)重力做功和電場力做功均與路徑無關(見2、3兩式);
(5)機械能守恆成立條件:除重力(彈力)外其它力不做功,只是動能和勢能之間的轉化;
(6)能的其它單位換算:1kWh(度)=3.6×106J,1eV=1.60×10-19J;
*(7)彈簧彈性勢能E=kx2/2,與勁度系數和形變數有關。
八、分子動理論、能量守恆定律
1.阿伏加德羅常數NA=6.02×1023/mol;分子直徑數量級10-10米
2.油膜法測分子直徑d=V/s {V:單分子油膜的體積(m3),S:油膜表面積(m)2}
3.分子動理論內容:物質是由大量分子組成的;大量分子做無規則的熱運動;分子間存在相互作用力。
4.分子間的引力和斥力
(1)r<R0,F引<F斥,F分子力表現為斥力
(2)r=r0,f引=f斥,F分子力=0,E分子勢能=Emin(最小值)
(3)r>r0,f引>f斥,F分子力表現為引力
(4)r>10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子勢能≈0
5.熱力學第一定律W+Q=ΔU{(做功和熱傳遞,這兩種改變物體內能的方式,在效果上是等效的),W:外界對物體做的正功(J),Q:物體吸收的熱量(J),ΔU:增加的內能(J),涉及到第一類永動機不可造出〔見第二冊P40〕}
6.熱力學第二定律
克氏表述:不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體,而不引起其它變化(熱傳導的方向性);
開氏表述:不可能從單一熱源吸收熱量並把它全部用來做功,而不引起其它變化(機械能與內能轉化的方向性){涉及到第二類永動機不可造出〔見第二冊P44〕}
7.熱力學第三定律:熱力學零度不可達到{宇宙溫度下限:-273.15攝氏度(熱力學零度)}
注:
(1)布朗粒子不是分子,布朗顆粒越小,布朗運動越明顯,溫度越高越劇烈;
(2)溫度是分子平均動能的標志;
(3)分子間的引力和斥力同時存在,隨分子間距離的增大而減小,但斥力減小得比引力快;
(4)分子力做正功,分子勢能減小,在r0處F引=F斥且分子勢能最小;
(5)氣體膨脹,外界對氣體做負功W<0;溫度升高,內能增大ΔU>0;吸收熱量,Q>0
(6)物體的內能是指物體所有的分子動能和分子勢能的總和,對於理想氣體分子間作用力為零,分子勢能為零;
(7)r0為分子處於平衡狀態時,分子間的距離;
(8)其它相關內容:能的轉化和定恆定律/能源的開發與利用、環保
❽ 地球物理探測方法
常用的地球物理方法與探測垃圾填埋場所使用的方法基本相同,有直流電阻率法(DC)和甚低頻電磁法(VLF-EM),瞬變電磁法(TEM),激發極化法(IP)。探地雷達(GPR),淺層地震反射,井中CT(跨孔電阻率成像法)等方法的應用也逐漸增加。從國內外大量成功事例來看,直流電阻率法(含高密度電阻率法)仍然是應用最廣泛,效果最顯著的方法之一。電阻率法是測量地下物體電性特徵的方法,它與孔隙度、飽和度、流體的導電性密切相關,電阻率法已被廣泛應用於地下水、土的污染調查。特點是垂向解析度高,探測深度有限。
實例一
土耳其某垃圾場地下水污染電阻率法調查。場地地質情況:露天垃圾堆放場位於土耳其某市東南,這一地區是土耳其重要的水源地之一。第四紀的沖積層厚達100 m,主要以滲透性良好的卵礫石、沙和粘土組成,是當地的主要含水層,地勢西南高,東北低。垃圾未經任何處置,直接露天堆放在上面。垃圾堆下面也沒有任何的滲漏液收集系統。據調查,有2/3的含水層已受到不同程度的污染。水中NO3的含量是世界衛生組織限定的飲用水標準的5倍以上。電法勘察的目的是調查污染的范圍,為布置監測孔提供最佳的位置。採用的方法有電阻率法(DC)和甚低頻電磁法(VLF-EM)。在垃圾場的下游垂直地下水流向的方向布置了11條剖面,每條剖面200~250 m長不等(圖8.3.4)。剖面間隔40 m,斯倫貝格排列,試驗了從0.5~30 m 6種電極距的效果。從圖8.3.5看出,0.5 m極距的視電阻率測量結果以很高的視電阻率為特徵,主要反應的是表層的較大的卵礫石層,含水量少。極距為1 m和5 m的視電阻率結果主要反應了飽氣帶內地下水不飽和情況的電場特徵,與0.5 m也沒有太大差別,只是在橫向上有一點不同。10~25 m電極距反應了地下污染源的電場特徵,在圖的東北角,視電阻率降為10 Ω·m,是污染的發源地,而表層的視電阻率在1000 Ω·m以上,視電阻率差異十分顯著。
圖8.3.4 測線布設位置示意圖
圖8.3.5 不同極距的視電阻率測量平面圖
實例二
中國北方某市的兩處垃圾填埋場滲出液的實測電阻率分別為0.39 Ω·m和0.40 Ω·m,遠遠低於自來水的電阻率23 Ω·m(表8.3.7)。與日本Boso Peninsula垃圾場的測量
表8.3.7 垃圾填埋場滲漏液電阻率測試結果
結果很相近。與清潔的自來水電阻率32.040 Ω·m相比,二者相差80多倍。含水土層的視電阻率在10 Ω·m左右,與上述土耳其的例子相當,這就為電阻率測量提供了充分依據。測量裝置見圖8.3.6,計算公式如下:
環境地球物理學概論
式中:S為水樣的橫截面積;I為電流;V為電壓;L為MN間的距離。
(1)北京阿蘇衛垃圾填埋場滲漏檢測
這是北京興建的第一個大型垃圾衛生填埋場,位於北京市昌平縣沙河鎮北東約6 km,地處燕山山脈以南的傾斜平原地帶,山前沖洪積扇的中上部位,是城區地下水及地表水的上游部位。該區基底為第四紀洪積層,有粘土、粉質粘土、沙土、中細沙層。粘土層滲透系數為1.0×10-8 cm/s~9.42×10-7cm/s,隔水性好,但局部有滲透系數達1.84×10-3cm/s的粉沙土透水層,區域地下水由北西流向南東。日處理垃圾2000 t,全機械化操作,屬現代化衛生填埋場,底部為不透水的粘土層,厚度0.4~1.4 m不等,反復壓實作為隔水層,設有滲瀝液收集系統,周圍設有觀測井。堆場向下深4 m,計劃垃圾堆高40 m。
在北京市政管理委員會的支持下,第一次利用地球物理探測方法進行滲漏檢測,在同一條剖面上選用了高密度電阻率法、瞬變電磁法、探地雷達法、地溫法及化學分析法。
測線布置在地下水下遊方向,填埋場的南側,南圍牆外面,並與南牆平行,相距8 m,測線長660 m(圖8.3.7,彩圖)。
用美國SIR-10A探地雷達儀,100 MHz屏蔽天線,時窗400 ns。地溫法採用日本UV-15精密測溫儀,儀器精度0.1℃。化學分析樣取1.5 m深土樣,實驗室用氣相色譜分析三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯和四氯乙烯等有機污染物。這三種方法的測量結果,都沒有異常顯示。說明該區地表粘土層比較緻密,滲透性不好。
高密度電阻率法,使用E60B儀器,電極距3 m,斯倫貝格排列,同時沿剖面布置60個電極。數據經預處理後,進行二維反演。勘測深度15 m。視電阻率的水平距離深度剖面見圖8.3.8(彩圖)。
由圖可見,在4~8 m深度有一層高阻(>30 Ω·m)層,但並不連續,反應了本區粘土層的特徵。垃圾滲瀝液由局部透水層滲入深部。在220~240 m處9 m深度以下的低阻(<10 Ω·m)體,經鑽井證實為垃圾滲漏液污染的結果。已於2002年開始施工,做地下水泥防滲牆處理。
圖8.3.6 測定垃圾滲漏液電阻率的裝置
(2)北京某垃圾填埋場的滲漏探測
垃圾填埋場是近年興建的大型衛生填埋場,底部鋪設有塑膠襯底的防漏層,有滲瀝液收集裝置,有效填埋面積19.6×104 m2(300畝強),日填埋垃圾2500 t,設計封頂高度為30m。基底為第四紀鬆散沉積物,厚度在100 m左右,第一含水層頂深10~20 m,厚度5~10 m,粗沙到細沙;第二含水層頂深20~30 m,厚度9~25 m,沙礫石層,滲透系數40~200 m/d。第三含水層頂深38~60 m,厚度8~15 m,以中粗沙和礫石為主。地下水由西北流向東南。現已下降形成漏斗。淺層水質較差,不能飲用。
根據滲瀝液的電阻率值差異,主要使用高密度電阻率、瞬變電磁法以及探地雷達方法。考慮到地下水流方向,三條測線布置在填埋場的東南方向,測線I位於東側,距填埋場平均27.5 m(長400 m);測線Ⅱ和測線Ⅲ在填埋場南側,測線Ⅱ距填埋場平均35.5 m(長741 m);測線Ⅲ距填埋場15 m左右(長700 m)。測線Ⅱ高密度電阻率法距離深度剖面結果示於圖8.3.9(彩圖)。垃圾填埋場地表深5~10 m主要是干砂質粘土層,電阻率比較高,向下測到的電阻率低(<15 Ω·m),應當是垃圾滲漏液。根據阿爾奇法則ρ土=ρ液·a·φ-m,式中:a=1;m=2;ρ液=0.39。土壤孔隙度φ取30%,則ρ土=4.4與剖面中ρ視=5是很接近的。說明低阻區是滲漏液的地下分布。在垃圾場東邊,剖面I10~15 m以下有滲漏區(A1.1;A1.2)。在垃圾場南邊,10 m以下有滲漏區,剖面Ⅱ(圖8.3.9)中可劃分出3個較大的異常段(A2.0,A2.1,A2.2)及幾個小異常體。滲漏液異常分布清晰可見。
電磁法(EM):電磁法一般用來圈定淡水和鹹水的界限,對地下水研究應用較多的是瞬變電磁法(TEM法)和探地雷達法(GPR法)。在我國北方某市垃圾填埋場滲出液檢測證明TEM是有效的,瞬變電磁法沿測線Ⅱ進行的,儀器為長沙白雲儀器開發公司研製的MSD-1脈沖瞬變電磁儀,採用20 m×20 m供電線圈工作,目的在於了解較深部情況。測量結果如圖8.3.10(彩圖)所示。在深40 m以下,有三個異常區段,即A2.0(0~15 m);A2.1(50~60 m);A2.2(80~100 m)。揭示了滲漏液污染范圍在向深部擴展。
實例三
廢棄物填埋場為了防止滲漏,常用塑料作為襯底,形成隔離層,比單純的依靠粘土層作為隔離層要有效。但由於廢棄物中常混有尖硬物質或在堆放廢棄物時層層壓實,遇到局部軟(硬)土而受力不均,使污水由漏洞流出。常規的標准方法是污水示蹤,或監測污水壓力變化,這樣做時間長,而且要大流量時,才是有效的,也很難提供進行修補的確切位置。
應用適當布置電極位置的電阻率法,可以准確測定漏洞位置(Willianl Frongos,1997)。有塑料膜襯底的廢物填埋場,正在使用,兩個供電電極,一個放在填埋場內(A),一個放在塑料膜之外(B),可以放置在足夠遠處,如圖8.3.11所示。驅動電流流過漏洞,漏洞就是電流源。填埋場內廢物的電阻率由於正在填埋,很不穩定,一般為2~10 Ω·m。面積為1 m2,厚度為1 mm埋入地下的聚乙烯膜的電阻率為10000 Ω·m,襯底外土壤是導電的,電阻率為20 Ω·m。對於一個漏孔的平麵塑料膜而言,在均勻半空間的表面上,點源用格林函數可以描述通過漏孔流過電流引起的電位。如果孔徑不大,則電流(U)可寫為
環境地球物理學概論
式中:I為通過漏孔的電流(為總電流的一個分量);ρ為基底土壤電阻率,R是漏孔與源之間的距離;c為常數,代表參照電極的任意電位。
圖8.3.11 漏洞探測觀測系統工作原理圖
圖8.3.12 點源(漏孔)電流歸一化電點陣圖
圖8.3.12是漏孔上的電位函數的圖示,其觀測網為30 m×24 m,觀測點間距1 m。孔位(點源):x=14 m,y=11 m,z=0,電極進深0.5 m。
用這個方法在斯洛伐克一個填埋場,發現6個漏洞,其中5個較小,屬點源異常;一個較大的裂口,6個異常都被開挖證實。進行了修補(修補後異常消失),觀測確定的漏孔位置平均誤差約為30 cm。
如果填埋場襯底塑料膜不是一層,而且漏洞不在同一位置,要測定每層塑料膜漏洞位置,難度要大一些。如圖8.3.11所示,可以分層跨層分別布置電極,如在測第一層塑料膜漏洞時應當將B電極放在第一層與第二層塑料膜之間的導電物質之中。
實例四
澳大利亞北部有一個鈾礦山,1980年開始開采,計劃於2005年關閉。在開采過程中,大量的廢渣和廢液被滯留在尾礦壩中。現在發現尾礦壩中富含Mg2+和的廢水,沿著地下裂隙和斷裂,發生滲漏,在周圍一些地表的植物中已檢測出上述離子濃度有明顯增加。從鑽孔水文調查結果發現,廢液的滲漏是廣泛和無規律的。這已對當地的自然環境構成嚴重危害。礦業公司為調查滲漏情況,採用了多種物探方法:自然電位法(SP)(也稱氧化 還原法)、激發激化(IP)法、直流電阻率法(DC)、瞬變電磁法(TEM)。研究區的地質構造情況和測線布置見圖8.3.13。已有的測量結果表明:在河床地帶的片麻岩的電阻率在1900~8300 Ω·m,地表沉積物的厚度在2~5 m之間,粉砂質粘土和粘土的電阻率在0.1~600 Ω·m范圍。對當地的水文地質情況的調查結果發現,主要有兩個含水層:第一含水層是地表粘土和風化後的岩石,厚度在20 m;第二含水層實際就是基岩中的斷裂帶。兩套含水系統是互相連通的。地下水位的升降隨季節而變化,在乾燥季節,水位的日下降幅度在12~14 mm。在豐水季節,地下水位的日上升幅度在14~40 mm之間。枯水期與豐水期地下水位的相對落差為2~3 m。
圖8.3.13 研究區位置及主要的地質構造分布
在測線1、測線2、測線3分別進行了自然電位、直流電阻率法、激發激化法測量,並重點分析了測線的直流電阻率法、激發激化法測量結果以及二維(2D)自然電位的結果。
激發激化法測量:斯倫貝格排列,31個接收電極,由一根電纜與接收機相連。極距10 m,一個發射電極距測線1.7 km(視為無窮遠),另一個發射電極置於兩接收電極之間,隨測線一同向前移動。電極排列見下圖8.3.14,剖面布置見圖8.3.15(彩圖)。發射電極AB和接收電極MN以n×a的距離同時向兩邊移動,獲得測線上電阻率隨深度的測深剖面。
在圖 8.3.16(彩圖)中,有三個比較大的近地表異常,中心位置分別是 8370 E,8525 E,8650 E。前兩個異常是由粘土和粉砂質粘土層引起的,第三個異常緊鄰南北向的2 a斷裂,認為是滲漏引起的異常。其次,可以看出,從西到東,激電異常有增加的趨勢,從距測線1(距測線3約150 m)的鑽孔地下水的化驗結果發現地下水中Mg2+和的濃度向東逐漸升高,證實了激電的結果。
圖8.3.17(彩圖)是電阻率觀測結果,在8250E、8300E和8350E處呈低電阻率異常。前一個異常與片麻岩和眼球狀片麻岩地質單元的交界處對應,視為地層差異引起的異常。8300E異常正好位於一個灌溉用的水管下面。8350E和8500E的低阻異常都與當地的灌溉有關。8550E處的高阻異常正好對應於片麻岩地層。
從激電法和直流電阻率法的測量結果來看,激電法對地表污染(2~5 m)的反應沒有電阻率法靈敏,這是由於在很小的極距下(10 m)地表污染還不足以產生明顯的激電效應,相對於地下含有高濃度的污染物而言,被污染的粘土層和地下水更容易產生明顯的激電效應。
圖8.3.14 斯倫貝格排列
圖8.3.18(彩圖)是在不同的時間觀測到的自然電場變化,盡管圖形在形狀上略有差異,但基本上保持了很好的一致性。為了避免其他方法的干擾,測量是在激電法和直流電阻率法結束後進行。對自然電法的解釋需結合實際進行,因為自然電場的場源不固定,受地下水水力梯度,水中離子濃度的綜合影響。在靠近斷層的地方,顯示高電位。其次,還進行了電磁法測量:50 m單線圈,25 m點距。視電阻率的反演精度小於1%(圖8.3.19,彩圖),與電阻率法、自然電位法有良好的對應關系。
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一個球從10米高空落下,落地後反彈高度是原高度的一半,下落高度與時間的函數關系是h=1/2*g*t^2,球與地面碰撞第十次時小球經過的路程和所用的時間,請編程解決問題。(設當地的重力加速度是9.8m/s^2。)