Отражение и преломление сейсмических волн

Герой книжки "В стране невыученных уроков" знал, что "Угол падения равен углу отражения". Думается, что все, кто в школе не играл вместо уроков физики в футбол, знают законы отражения и преломления. В школьном курсе они рассматривались применительно к границе воды и света, однако и при распространении сейсмических волн в реальных геологических средах действуют те же самые законы, ну и еще некоторые.

Среда, состоящая из двух слоев с разными физическими свойствами является простейшим примером неоднородной среды. Процесс образования на границе раздела сред отраженных волн лежит в основе для одного из главных методов сейсморазведки – метода отраженных волн (МОВ). Образование преломленных волн лежит в основе методы преломленных (проходящих) волн (МПВ).

При наклонном падении плоской волны (продольной или поперечной) на границу раздела двух сред образуются 4 волны – 2 монотипные (т .е того же типа, что и падающая волна) – отраженная PP и проходящая P и 2 обменные (т.е. сменившие тип) – отраженная PS и проходящая S.

Поперечные волны подразделяются на SV волны (частицы колеблются в вертикальной плоскости, иначе говоря, в плоскости, перпендикулярной плоскости сейсмической границы) и SH волны (частицы колеблются в горизонтальной плоскости, иначе говоря, в плоскости, параллельной сейсмической границе).

Углы падения и отражения измеряются между лучом волны и перпендикуляром к границе раздела сред.

  Углы падения, отражения и преломления связаны законом Снеллиуса: 

Коэффициенты отражения и преломления сейсмических волн.

Коэффициентами отражения и преломления называются отношения амплитуд A отраженных и преломленных волн соответственно к амплитуде падающей волны.

В данном случае имеем по два коэффициента отражения и преломления – для монотипных и обменных волн.

При нормальном (т.е. перпендикулярно границе раздела сред) падении обменные волны не образуются, а коэффициенты отражения и преломления монотипных волн вычисляются следующим образом: