Номер 5, страница 133 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 2. Механические колебания и волны. Параграф 28. Свойства механических волн. Темы докладов и проектов - номер 5, страница 133.

Условие.

5. Сейсмические волны.

Решение.

Сейсмические волны — это упругие колебания, распространяющиеся в Земле от очагов землетрясений, взрывов, вулканических извержений и других источников. Изучением этих волн занимается наука сейсмология. Анализ сейсмических волн позволяет получить важную информацию о строении нашей планеты.

Сейсмические волны принято разделять на два основных типа: объемные и поверхностные.

1. Объемные волны (Body waves)

Эти волны распространяются через внутренние слои Земли (мантию и ядро). Их пути преломляются, когда они пересекают границы между слоями с разной плотностью и составом. Объемные волны, в свою очередь, делятся на два подтипа:

а) Продольные волны (P-волны)

P-волны (от лат. primae — «первые») — это волны сжатия-растяжения. Частицы среды, через которую проходит волна, колеблются вдоль направления ее распространения. Это самые быстрые сейсмические волны, поэтому они первыми достигают сейсмостанций. P-волны могут распространяться в твердых телах, жидкостях и газах. Их скорость зависит от упругих свойств и плотности среды. Аналогом P-волн являются звуковые волны в воздухе.

б) Поперечные волны (S-волны)

S-волны (от лат. secundae — «вторые») — это волны сдвига. Частицы среды колеблются перпендикулярно направлению распространения волны. S-волны медленнее P-волн и приходят на сейсмостанции вторыми. Ключевой особенностью S-волн является то, что они могут распространяться только в твердых телах, так как жидкости и газы не обладают упругостью сдвига (не сопротивляются изменению формы). Именно неспособность S-волн проходить через внешнее ядро Земли послужила доказательством того, что оно находится в жидком состоянии.

2. Поверхностные волны (Surface waves)

Эти волны возникают, когда объемные волны достигают свободной поверхности Земли, и распространяются вдоль нее. Они затухают с глубиной. Поверхностные волны имеют большую амплитуду и меньшую скорость по сравнению с объемными, и именно они вызывают наибольшие разрушения во время землетрясений. Существует два основных типа поверхностных волн:

а) Волны Лява (L-волны)

Названы в честь британского математика А.Э.Х. Лява. Это поперечные волны, поляризованные в горизонтальной плоскости. Движение грунта происходит из стороны в сторону перпендикулярно направлению распространения волны. Они немного быстрее волн Рэлея.

б) Волны Рэлея (R-волны)

Названы в честь лорда Рэлея, предсказавшего их существование. Эти волны вызывают движение частиц по эллиптическим траекториям в вертикальной плоскости, подобно волнам на поверхности воды. Движение грунта происходит как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении (вдоль направления распространения волны). Это самые медленные из всех сейсмических волн, но часто они обладают наибольшей амплитудой и являются наиболее разрушительными.

Изучение и применение

Регистрация сейсмических волн производится с помощью специальных приборов — сейсмографов. Анализируя время прихода различных типов волн на сеть сейсмостанций, ученые могут определить местоположение эпицентра и гипоцентра (очага) землетрясения, а также его магнитуду. Разница во времени прихода P- и S-волн позволяет рассчитать расстояние до эпицентра.

Кроме изучения землетрясений, методы сейсморазведки, основанные на генерации и регистрации искусственно созданных сейсмических волн, широко применяются в геологии для поиска и разведки месторождений полезных ископаемых, в первую очередь нефти и газа.

Ответ: Сейсмические волны – это упругие колебания, распространяющиеся в Земле, которые делятся на два основных типа: объемные (продольные P-волны и поперечные S-волны), проходящие сквозь толщу планеты, и поверхностные (волны Лява и Рэлея), распространяющиеся вдоль ее поверхности и вызывающие основные разрушения. Их изучение позволяет определять строение Земли и находить полезные ископаемые.