淺談地震縱波與橫波及板塊表現

↑↑↑

剪切縱波

地震所產生的橫波與縱波在本質上沒有什麼區別。當地震的震源縱波到達地面時，人們感到地震的時候，斷裂板塊的一張一合產生的地面剪切縱波才剛開始產生，這就是大地震時我們先感到上下震動後左右搖動的原因。而地震的縱波傳遞速度比橫波的傳遞速度快的說法，我個人認為可能應該有誤。

大地震的震源所產生的震源縱波和斷裂板塊所產生的剪切縱波都是由於地球內部排出氣體所造成。氣體衝破地殼以前，主要表現出震源縱波特性，氣體衝破地殼以後，主要表現出剪切縱波的特性。

維持板塊張合產生的剪切縱波的剪切力主要來自排出氣團（氣團由大小不同，位置不同，形狀各異的多個氣室組成）的衝擊力（有點象火車的蒸汽機原理又有點象一連串的多個氣球先後氣爆），其次才是板塊的那麼一點點彈性回跳的板塊彈力維持板塊張合產生剪切縱波。

如下圖：縱波與橫波的產生及特性的相互轉換實驗。

任何一個振動的質點，在其振動線路上的其它質點，將會被振動的質點推拉（非彈性正碰），將振動質點的能量以縱波的形式傳遞出去；而靠近振動線路上的其它質點，也將會被振動的質點推拉（非彈性斜碰），將振動質點的能量以橫波的形式傳遞出去。縱波的傳遞伴隨著橫波的產生，橫波的傳遞伴隨著縱波的產生。

經過上面的實驗，您能掌握波的特性了嗎？如果將彈簧換成液體、流質體或者固體，波的特性有什麼變化嗎？

本章節的內容，你要從縱波和橫波的產生及特性的逐漸轉換實驗中去多多體會，你還可以將平面的二維實驗用立體的三維實驗去代替，將彈簧更換為液體、流質體或固體等，相信您一定會明白清楚地震波。因我本人語言表達能力有限，對本章節說過去說過來，都還是感到言不由衷。（內心很明白，但用語言又不能完全表達內心所想，您當然也只有用上面的實驗去慢慢體會了）

通過上面的實驗，您能夠明白下面這兩句話嗎？縱波在傳遞的前進的垂直線路上的其他介質會被推拉轉換成橫波；橫波在傳遞的前進的垂直線路上的其他介質會被推拉轉換成縱波。從理論上來說，縱波到了，橫波也就到了，橫波到了，縱波也就到了。也就是說形變與應變是相互關聯的，形變產生了，應變也就產生了；P產生了，S也就產生了，也就是壓縮與剪切是同時進行的，P與S是相互共生的。

地震波的傳播速度主要與物質的彈性應力的形變率有關，物質的彈性應力的形變率越大，地震波的傳播速度就越慢；物質的彈性應力的形變率越小，地震波的傳播速度就越快。當物質的彈性應力的形變率趨近於零時，地震波在這種物質中的傳播速度就是否應該趨近於光速？剛才是誰回答的趨近於光速，好想找他談談。

下面的實驗是我７歲左右玩捉野生鱔魚時所獲得的振動與波傳遞速度的個人心得實驗，供朋友們參閱。

地震特別是地震的震級決定地殼物質的初動量mv（慣性），地震波的傳播規律主要就遵循慣性定律和非彈性碰撞定律。這點與液體波（水波）的傳播規律在本質上是沒有區別的。

震源氣爆縱波持續時間短，主要造成地殼板塊斷裂（用四川話的 [dàn]斷更能準確形象說明）, 打開地殼內部的排氣通道，震源附近地殼上下震動，重力異常，建築物坐倒（四川話）(非彈性碰撞倒塌)等；而剪切排氣縱波持續時間稍長，主要造成地殼板塊下面產生龍捲，地磁異常，板塊的張合、移動、旋轉、搖動和扭曲，板塊相互摩擦，大氣異常，建築物搖倒（慣性倒塌）等。

人類的地震儀器記錄到的地震波，應該是已經經過了無數次地震縱波和橫波相互轉換並且疊加後的複合波（調製波），要從複合波中檢波（解調）出單個的縱波，人類才能夠分析出地震的成因。地震的縱波和橫波是可以相互轉換的，這點與電磁波的電場與磁場相互轉換有一點點相似。

20多年前在北京上學，同學們中午排著整齊隊列擠（初動量）排骨，本身就是一列縱波（慣性），哪知道有兩位同學被擠出了隊列（非彈性碰撞），造成了隊列的形變，改變了兩位同學的運動方向，因而轉換成了橫波。縱波與橫波的相互轉換與法國數學家泊松推演出的彈性杆在受到縱（橫）向拉伸時，橫（縱）向將發生收縮應變的理論相一致，當物體的縱（橫）向拉伸形變停止形變時，物體的橫（縱）向收縮應變也將停止發生形變。縱波與橫波的相互轉換主要與組成物質的分子（原子）結構有關。

液體不光能傳遞縱波，同樣也能傳遞橫波。

給平靜的湖面上放一垂直水面的振動物體，您將看見水波的橫波（包含縱波）傳遞，此實驗可以在太空失重的情況下用水膜來做；給平靜的湖面上放一平行水面的振動物體，您將看見水波的縱波（包含橫波）傳遞。

亞利桑那大學的公開課23講：http://v.163.com/movie/2011/10/1/2/M7FLA3VV7_M7FLAKA12.html 裡面非常肯定的說了水波是橫波。

「聲明：本文用於學習與交流，內容來源於網絡，嚴禁未授權轉載」

歡迎投稿！