地震勘探原理课件：第2章基本概念a
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地震波传播理论和概念
波动的参数描述
必须强调，质点的振动和波动的关系就是部分和整体的 关系。
波动是一种不断变化、不断推移的运动过程，而不 是任何固定的、僵化的东西。介质中有无数个质点，在 波的传播过程中，每个质点都会或早或晚地受到牵动而 振动起来。
单独考虑每一个点，它的运动只是在平衡位置附近 进行振动。把介质中的无限多个点当作一个整体来看， 它的运动就是波动。
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地震波传播理论和概念
波动的参数描述
波振幅（A）--质点离开平衡点的距离(位移)。 波长（λ）—在单频波中两个相邻周期(T)上各相似 点的距离(注意：应在垂直于波前的方向上对它们测 定)。 频率（f）—每秒钟内波振动的次数。 波的传播速度（V） 每秒钟波前进的距离, 与波长、频率和周期 的关系为： V = λf = λ/T 或 λ = V/f
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地震波传播理论和概念
简谐波(正弦波)
波随时间的变化，一种最简 单的形式是简谐波(正弦波)， 用正弦的形式表示：
U(x)=Asin(ωt+φ)
A-振幅，ω=2πf为圆频率， φ-初相位。
简谐波为单频波，是一种理 想的振动，但在理论分析上 有十分重要的意义。
大多数形式较复杂的波，可 以用简谐波的叠加来表示， 方法是付氏(频谱)分析。13
5
地震波传播理论和概念
波的运动学
地震波运动学（Kinematics of seismic wave) 研究波前的空间位置与其传播时间的关系， 即研究波的传播规律。 与几何光学的一些原理相似，用波前射线
等几何图形描述波的运动（传播）过程和规律。 所以也称为几何地震学。
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地震波传播理论和概念
波的动力学
地震波传播理论和概念
简谐波的表示形式
简谐波既可以用正弦函数表示，也可以用余弦函数表 示，常见：
y=Acosω(t-x/u) U(x)=Acos[(2π/λ)(x-Vt)]
=Acosk(x-Vt) =Acos(kx-ωt) k= 2π/λ 波数 ω=2πf 圆频率
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地震波传播理论和概念
波的干涉
两列波叠合在一起会发生相互干涉，出现两种 现象：加强和相消。形成一个新的波。 具有相同振幅和频率时，形成同类型的波。 具有不同振幅和频率时，形成复杂波。 对波的振幅、频率、相位等分析，用付立叶分 析方法
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地震波传播理论和概念
波动的参数描述
质点振动速度－－质点在其附近位置振动的速度。 波速－－质点振动能量传播的速度。 质点振动速度与波动的传播速度不同，其振动方向与 传播方向也不一定相同 波是在介质内部或表面传播的一种振动，也就是介质 中质点振动的传播过程。它不包括介质本身的纯运动。 波动也以周期性为其特征。用波振幅、波长、频率及 速度等几个参数来描述。
地震子波
把点源刚进入弹性区传播的地震波作为地震子波。 特征：
具有多个相位、延续60－100 ms 波形状基本稳定； 幅度会因种种原因而衰减
地震子波看作组成一道地震记录的基本元素。 反射子波的变化 ，带来了地下岩石的信息。 几种子波的表示方法。
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地震波传播理论和概念
波谱的概念
所有复杂的波动都可由不同频 率、振幅和不同初相位的简谐 波合成。 频谱
一个复杂的波动信号可以看 成由许多简谐分量叠加而成 要，这些简谐分量及各自的 振幅、频率和相位，就称这 复杂波动的频谱。
脉冲波
16
地震波的产生和传播
地震波
一种在地层中传播的，频率较低(与天然地震的频率相 近)的波，是弹性波在岩层中传播的一种通俗说法。 地震波由一个震源激发。 波的特征：振动和传播，形象表示为波动。 波动只是质点振动能量的传播，质点本身仅在其附近 位置振动。 质点振动有速度，质点振动的能量传播的速度称波速， 即地震波的速度，波传播需要时间。 注意：介质质点的振动速度与地震波的传播速度不同， 且它们的振动方向和传播方向也不一定相同。
研究介质中质点振动与力的关系，地震波动力 学是从介质运动的基本方程
波动方程出发来研究地震波的传播特点的。 从能量的角度来研究波的特征，如波的振幅、 波形和吸收。
本章主要内容为有关地震波传播的基本概念和 一些基本理论。它们是地震勘探最基础的内容。
7
地震波传播理论和概念
振动与波的一般概念
1、振动
振动－－某质点在其平衡位置附近做来回往返的运动。 通常以周期性为其特征，用振幅、频率来描述。 振幅（A）--质点离开平衡点的距离(位移)； 频率（f）—每秒钟内振动的次数称频率， 周期（T）—质点从某位置振动后再回到该位置所需的 时间称周期，与频率互为倒数。f＝1/T
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地震波传播理论和概念
波动
波动－－就是振动在介质中的传播，振动是波动的源。 介质内某质点的振动，通过介质质点的相互作用传递
相邻质点的振动，如此传递下去就形成了波动。 注意：波动仅是质点振动能量的传播，质点本身只在其附
近位置振动。 质点振动的传播，是能量的传播。
波动是能量传播的重要方式之一。特点：当能量 在介质中通过波动从一个地方传到另一个地方时，介质 本身并不传播。 问题：振动与波动的区别？
第二章 地震波运动学理论
地震波传播理论和概念
地震波传播理论和概念
主要内容
振动与波的一般概念 地震波的产生和传播 地震波的波动理论 地震波的类型和特征 地震波的传播规律
2
地震波传播理论和概念
什么是波？
波（wave）就是振动在介质中的传播。
3
地震波传播理论和概念
4
Байду номын сангаас震波传播理论和概念
地震勘探是研究波在地下介质传播规律的一种方法。 有波的传播就有振动，有振动不一定就有波，振动在 介质中的传播，振动与波构成了地震勘探的基础。 从振动给出振幅、频率、周期概念，由波动引出波长、 波数等常用的物理名词。 振动与力都有一个承受物—弹性介质。 在弹性介质中传播的波称弹性波，与电磁波一样弹性 波也具有运动学和动力学特征。 波在有限介质和界面上传播特性。
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地震波的产生和传播 波源
介质中产生振动的地方就是波动的波源或称震源。 地震勘探中地震波的产生是用人工的方法，如炸药
爆炸等。引起地层振动的位置为波源原点。波源向四周 传播。 相对于地层的空间尺度可以把震源作为一个点源。 爆炸源对岩石影响有三个区： 破坏圈、 塑性带 弹性形变区。
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地震波的产生和传播
地震波传播理论和概念
波动的参数描述
必须强调，质点的振动和波动的关系就是部分和整体的 关系。
波动是一种不断变化、不断推移的运动过程，而不 是任何固定的、僵化的东西。介质中有无数个质点，在 波的传播过程中，每个质点都会或早或晚地受到牵动而 振动起来。
单独考虑每一个点，它的运动只是在平衡位置附近 进行振动。把介质中的无限多个点当作一个整体来看， 它的运动就是波动。
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地震波传播理论和概念
波动的参数描述
波振幅（A）--质点离开平衡点的距离(位移)。 波长（λ）—在单频波中两个相邻周期(T)上各相似 点的距离(注意：应在垂直于波前的方向上对它们测 定)。 频率（f）—每秒钟内波振动的次数。 波的传播速度（V） 每秒钟波前进的距离, 与波长、频率和周期 的关系为： V = λf = λ/T 或 λ = V/f
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地震波传播理论和概念
简谐波(正弦波)
波随时间的变化，一种最简 单的形式是简谐波(正弦波)， 用正弦的形式表示：
U(x)=Asin(ωt+φ)
A-振幅，ω=2πf为圆频率， φ-初相位。
简谐波为单频波，是一种理 想的振动，但在理论分析上 有十分重要的意义。
大多数形式较复杂的波，可 以用简谐波的叠加来表示， 方法是付氏(频谱)分析。13
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地震波传播理论和概念
波的运动学
地震波运动学（Kinematics of seismic wave) 研究波前的空间位置与其传播时间的关系， 即研究波的传播规律。 与几何光学的一些原理相似，用波前射线
等几何图形描述波的运动（传播）过程和规律。 所以也称为几何地震学。
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地震波传播理论和概念
波的动力学
地震波传播理论和概念
简谐波的表示形式
简谐波既可以用正弦函数表示，也可以用余弦函数表 示，常见：
y=Acosω(t-x/u) U(x)=Acos[(2π/λ)(x-Vt)]
=Acosk(x-Vt) =Acos(kx-ωt) k= 2π/λ 波数 ω=2πf 圆频率
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地震波传播理论和概念
波的干涉
两列波叠合在一起会发生相互干涉，出现两种 现象：加强和相消。形成一个新的波。 具有相同振幅和频率时，形成同类型的波。 具有不同振幅和频率时，形成复杂波。 对波的振幅、频率、相位等分析，用付立叶分 析方法
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地震波传播理论和概念
波动的参数描述
质点振动速度－－质点在其附近位置振动的速度。 波速－－质点振动能量传播的速度。 质点振动速度与波动的传播速度不同，其振动方向与 传播方向也不一定相同 波是在介质内部或表面传播的一种振动，也就是介质 中质点振动的传播过程。它不包括介质本身的纯运动。 波动也以周期性为其特征。用波振幅、波长、频率及 速度等几个参数来描述。
地震子波
把点源刚进入弹性区传播的地震波作为地震子波。 特征：
具有多个相位、延续60－100 ms 波形状基本稳定； 幅度会因种种原因而衰减
地震子波看作组成一道地震记录的基本元素。 反射子波的变化 ，带来了地下岩石的信息。 几种子波的表示方法。
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地震波传播理论和概念
波谱的概念
所有复杂的波动都可由不同频 率、振幅和不同初相位的简谐 波合成。 频谱
一个复杂的波动信号可以看 成由许多简谐分量叠加而成 要，这些简谐分量及各自的 振幅、频率和相位，就称这 复杂波动的频谱。
脉冲波
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地震波的产生和传播
地震波
一种在地层中传播的，频率较低(与天然地震的频率相 近)的波，是弹性波在岩层中传播的一种通俗说法。 地震波由一个震源激发。 波的特征：振动和传播，形象表示为波动。 波动只是质点振动能量的传播，质点本身仅在其附近 位置振动。 质点振动有速度，质点振动的能量传播的速度称波速， 即地震波的速度，波传播需要时间。 注意：介质质点的振动速度与地震波的传播速度不同， 且它们的振动方向和传播方向也不一定相同。
研究介质中质点振动与力的关系，地震波动力 学是从介质运动的基本方程
波动方程出发来研究地震波的传播特点的。 从能量的角度来研究波的特征，如波的振幅、 波形和吸收。
本章主要内容为有关地震波传播的基本概念和 一些基本理论。它们是地震勘探最基础的内容。
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地震波传播理论和概念
振动与波的一般概念
1、振动
振动－－某质点在其平衡位置附近做来回往返的运动。 通常以周期性为其特征，用振幅、频率来描述。 振幅（A）--质点离开平衡点的距离(位移)； 频率（f）—每秒钟内振动的次数称频率， 周期（T）—质点从某位置振动后再回到该位置所需的 时间称周期，与频率互为倒数。f＝1/T
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地震波传播理论和概念
波动
波动－－就是振动在介质中的传播，振动是波动的源。 介质内某质点的振动，通过介质质点的相互作用传递
相邻质点的振动，如此传递下去就形成了波动。 注意：波动仅是质点振动能量的传播，质点本身只在其附
近位置振动。 质点振动的传播，是能量的传播。
波动是能量传播的重要方式之一。特点：当能量 在介质中通过波动从一个地方传到另一个地方时，介质 本身并不传播。 问题：振动与波动的区别？
第二章 地震波运动学理论
地震波传播理论和概念
地震波传播理论和概念
主要内容
振动与波的一般概念 地震波的产生和传播 地震波的波动理论 地震波的类型和特征 地震波的传播规律
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地震波传播理论和概念
什么是波？
波（wave）就是振动在介质中的传播。
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地震波传播理论和概念
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Байду номын сангаас震波传播理论和概念
地震勘探是研究波在地下介质传播规律的一种方法。 有波的传播就有振动，有振动不一定就有波，振动在 介质中的传播，振动与波构成了地震勘探的基础。 从振动给出振幅、频率、周期概念，由波动引出波长、 波数等常用的物理名词。 振动与力都有一个承受物—弹性介质。 在弹性介质中传播的波称弹性波，与电磁波一样弹性 波也具有运动学和动力学特征。 波在有限介质和界面上传播特性。
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地震波的产生和传播 波源
介质中产生振动的地方就是波动的波源或称震源。 地震勘探中地震波的产生是用人工的方法，如炸药
爆炸等。引起地层振动的位置为波源原点。波源向四周 传播。 相对于地层的空间尺度可以把震源作为一个点源。 爆炸源对岩石影响有三个区： 破坏圈、 塑性带 弹性形变区。
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地震波的产生和传播