S波

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簡介

S波是彈性波的主要組成部分之一。S波被稱為橫波。這意味著粒子運動的方向是特定的。波通常在地面上傳播。S波無法穿過水。S波可以在某些高粘度的液體溶液中傳播。

SD波的名稱通常源於這樣一個事實：它們是可以透過地震儀檢測到的第二種型別的波。在P波之後產生S波，因為S波在地面上傳播速度較慢。與P波不同，S波無法穿過地幔外核。

S波及其解釋

通常，S波在爆炸、地震或某些高能源發生時產生，並在地球內部或沿其表面傳播。地震通常會產生四種主要的彈性波。其中一種穿過地球，另外兩種從地球表面傳播。第一種稱為體波，第二種稱為面波（Pan et al. 2020）。地震儀通常記錄地震波的頻率和振幅，並提供有關地球表面結構的資訊。在進行地震勘探時，人工產生的地震波被用於收集石油和天然氣工程和勘探中的資料。

S波簡介

在地球表面，S波的速度會隨時間變化。通常，S波的具體速度從每秒3.4公里增加到每秒7.2公里。根據Favorskaya (2018) 的說法，S波通常沿彎曲路徑傳播。S波通常指橫波，其粒子的振動垂直於波的傳播方向。剪下力是主要的恢復力。因此，S波的傳播無法在粘度為零或低的液體中傳播。有時發現，在高粘度液體介質中可以發生傳播。

圖1：S波

地震造成的破壞和震動是由三種主要型別的波產生的。P波是地震發生時產生的第一波。之後，另一種稱為S波的波產生，因此它被稱為次波。這種波比穿過岩石體的速度慢。S波以與傳播方向成直角的方向使岩石發生側向位移 (Sedaghati, Pezeshk & Nazemi, 2018)。

如果某種液體被扭曲或側向移動，它將無法回彈。因此，S波無法在地球的液態部分（如湖泊或海洋）中傳播。

S波的特徵

S波的初始速度通常取決於波傳播所穿過土壤和岩石的彈性和密度。S波的傳播速度通常比P波慢1.7倍 (Vershinin, Javkhlan & Saidmukaram, 2019)。S波無法穿過液體介質，例如熔岩、水。

S波通常在地震波之後到達地球表面，因此被稱為次波。S波通常以與傳播方向垂直的橫向和剪下運動震動地面。

岩石邊界內的地震波

S波在不同型別的岩石介面處發生折射或反射。除了折射和反射外，地震波還會轉換成其他形式。

圖2：S波的相位轉換

從圖中可以看出，S波向上傳播並撞擊不同岩石型別的底層。S波撞擊表面時，其能量以S波的形式傳遞到上層，而另一部分能量轉換為P波。這被稱為S到P轉換。一部分能量通常以P波和S波的形式反射回原方向。S波的研究非常重要，因為它可以清楚地瞭解分層內部。這是收集有關地球內部表面資料和資訊的重要因素之一。它還在提前預測海嘯或地震方面發揮著重要作用。從S波收集的資訊有助於抵抗自然災害。透過對S波的正確評估，可以收集更多關於地球內部狀況的資訊。

結論

S波表示地震過程中發生的一種波。S波的另一個名稱是次波。S波的傳播速度遠慢於P波。透過檢查S波在地球各層內的軌跡，科學家們發現地球的外核是液態的。

常見問題

Q1. S波的公式是什麼？

A1. $\mathrm{\beta\: 2 \:= \:\mu\:\rho}$ 是S波的公式。S波是指透過地震儀測量的次波。

Q2. S波的主要特徵是什麼？

A2. S波的主要特徵是它們無法在液體中傳播，只能在固體介質中傳播。它們被稱為剪下波。

Q3. 如何計算S波的速度？

A3. 為了計算速度，需要將材料的剪下模量除以密度，然後取該比值的平方根。數學表示式為 $\mathrm{V_s\:= \:\sqrt{(G / \rho)}}$

Q4. S波的速度是多少？

A4. S波的速度為4.55公里/秒。上地幔中的低速層出現在約140公里深處（約）。其厚度約為55至62公里。