地震所涉及到的物理知识

与地震有关的物理知识

地震在古代被人们称做“地牛翻身”，“地牛者，上古凶兽也，秉天地五行之力而生，动则山河倒转，乾坤逆位”。当时的人们认为这种叫做“地牛”的怪兽翻翻身子就造成了地震。现在，人们已经知道了，地震的成因是地壳内部板块运动。有许许多多的物理现象会伴随地震产生，你一定有兴趣想要了解一些。

一、横波和纵波

地震来临时，人们会先感觉到前后左右摇晃，过上一会儿又改成上下颠簸。这是因为地震会同时产生横波和纵波两种波，但是，纵波传播的速度更快些。横波是指振动方向与传播方向垂直的波；纵波是指振动方向与传播方向在一条直线上的波。如果横波和纵波都沿地表传播，纵波是前后振动，横波上下振动。利用这个特点，人们可以很快确定地震发生的位置。

例如：在一次地震中，某地居民先感觉到左右摇，过了10秒钟又开始上下摇，已知纵波传播速度是5公里／秒，横波是3公里／秒，则震源距该地多远？

设：该地距震源S公里

解得S＝18.75公里

二、共振

地震来临时，同一地方的建筑物有的振动幅度较大，有的却比较小，这是物理里面的一种现象叫共振。每种物体都有自己的频率，这个频率由它的长度、形状、材料等决定。建筑物也有它的固有频率，当地震袭来，如果某幢建筑物的固有频率碰巧接近这次地震波的频率，那么它的振动就最剧烈。

例：设钢混结构的建筑物的固有频率与其高度的平方成正比，比例系数为0．5，某次地震波的频率为50赫兹，在本次地震中，何种高度的钢混建筑物振动最厉害？

设建筑物高度为h，其固有频率为f

二者关系式为：f ＝ 0.5h2

50 ＝ 0.5h2

解得： h ＝10米

三、地震前自然现象异常的物理学解释

每次地震的产生，都需要漫长时间的孕育，只有当地下断层扭曲、摩擦，蓄势待发到一定程度，才会有地动山摇，怒吼式的总爆发。在地震以前，地壳内部已经发生了微妙的变化，这种断层之间的摩擦产生的热量释放到地表，会使局部地区在震前出现反常气候。