WikiDer > Закон березы - Википедия

Закон березы, обнаруженный геофизик Фрэнсис Берч, устанавливает линейную связь между волна сжатия скорость v_п и плотность ${ displaystyle rho}$ горных пород и минералов:

${ displaystyle v_ {p} = a (M _ { mathrm {avg}}) + b rho,}$

куда M_{средний} это среднее атомная масса в формульная единица и а (х) - экспериментально определенная функция.^[1]

Пример

Средняя атомная масса форстерит (Мг₂SiO₄) равна сумме атомных масс, деленной на количество атомов в формуле:

${ displaystyle M _ { mathrm {avg}} = (2 times 24,3 + 28,3 + 4 times 16) /7=20.13.}$

Типичный оксиды и силикаты в мантии имеют значения, близкие к 20, а в ядро земли оно близко к 50.^[1]

Приложения

Закон Берча применим к породам, находящимся под давлением в несколько десятков гигапаскали, достаточно для закрытия большинства трещин.^[1] Его можно использовать при обсуждении геофизических данных. Этот закон используется при формировании композиционных и минералогических моделей мантии с использованием изменения скорости сейсмической волны и ее взаимосвязи с изменением плотности материала, в котором движется волна. Закон Берча используется для определения химического сходства в мантии, а также разрывов переходных зон. Закон Берча также может быть использован для расчета увеличения скорости из-за увеличения плотность материала.^[2]

Недостатки

Ранее предполагалось, что соотношение скорость-плотность постоянное. То есть закон Березки будет выполняться в любом случае, но если вы посмотрите глубже в мантия, это соотношение не выполняется для повышенного давления, которое может быть достигнуто, если вы посмотрите глубже в мантию около Переходная зона (Земля). В тех случаях, когда предположение было сделано за Переходная зона (Земля), возможно, потребуется пересмотреть решения. В будущих случаях могут потребоваться другие законы для определения скоростей при высоких давлениях.^[3]

Экспериментальное решение закона Берча

Связь между плотностью материала и скоростью Зубец P движение сквозь материал было отмечено, когда проводились исследования волн в различных материалах. В эксперименте импульс напряжения прикладывается к круглой пластине из поляризованной керамики из титаната бария (преобразователь), которая прикрепляется к концу образца материала. Добавленное напряжение вызывает колебания в образце. Эти колебания проходят через образец ко второму датчику на другом конце. Затем колебания преобразуются в электрическую волну, которую просматривают на осциллографе для определения времени прохождения. Скорость - это кредитор демпфера, определяемый временем распространения волны. Полученная в результате связь между плотностью материала и обнаруженной скоростью известна как закон Берча.^[4]

Скорость продольных волн в горных породах

В приведенной ниже таблице показаны скорости для различных пород в диапазоне давления от 10 бары до 10 000 бары. Он представляет собой изменение плотность, как указано во втором столбце, связано со скоростью Зубец P перемещение материала. Увеличение плотность материала приводит к увеличению скорости, которую можно определить с помощью закона Берча.

Смотрите также

• Закон Арчи
• Закон Байерли

Рекомендации