地球物理學(xué)基礎(chǔ)

內(nèi)容概要

　　《高等學(xué)校教材：地球物理學(xué)基礎(chǔ)》是作為教科書(shū)編寫(xiě)的，主要目的是解釋地球物理學(xué)幾個(gè)主要子學(xué)科中的基本概念和原理。在選材上，沒(méi)有羅列現(xiàn)有地球物理知識(shí)的細(xì)節(jié)，而是在照顧現(xiàn)代研究需要的基礎(chǔ)上選擇了一些以基本概念為中心的論題作了深入、細(xì)致的講述，這些論題也是地球物理學(xué)的主干內(nèi)容?！　　陡叩葘W(xué)校教材：地球物理學(xué)基礎(chǔ)》的內(nèi)容大體上分為兩部分：前四章是一些背景知識(shí)和數(shù)學(xué)、物理學(xué)基礎(chǔ)；后四章分別討論地球的重力場(chǎng)和形狀，地震學(xué)和地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)及物理參數(shù)，地球的固體潮和自轉(zhuǎn)，以及地?zé)?、地磁和板塊構(gòu)造學(xué)的內(nèi)容。　　《高等學(xué)校教材：地球物理學(xué)基礎(chǔ)》可作為大地測(cè)量、地球物理、地質(zhì)、天文等專(zhuān)業(yè)有關(guān)課程的教材或教學(xué)參考書(shū)，亦可供相關(guān)領(lǐng)域的科研人員參考。

書(shū)籍目錄

第一章　導(dǎo)引1.1　地球的自轉(zhuǎn)與形狀，大地坐標(biāo)系l.2　太陽(yáng)系與地球的公轉(zhuǎn)，天球坐標(biāo)系1.3　球面三角l.4　歲差一章動(dòng)和極移1.5　時(shí)間系統(tǒng)l.6　地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、表面形態(tài)和板塊構(gòu)造第二章　矢量與張量分析和場(chǎng)論2.1　矢量及其代數(shù)運(yùn)算2.1.l　矢量的概念以及代數(shù)運(yùn)算2.1.2　求和指標(biāo)與指定指標(biāo)及δij和δijk2.1.3　直角坐標(biāo)系中矢量的代數(shù)運(yùn)算2.2　坐標(biāo)變換和張量的概念及代數(shù)運(yùn)算2.2.1　坐標(biāo)變換2.2.2　絕對(duì)標(biāo)量和絕對(duì)矢量及它們的坐標(biāo)變換2.2.3　張量的概念2.2.4　張量的代數(shù)運(yùn)算2.2.5　空間點(diǎn)位坐標(biāo)的坐標(biāo)變換2.3　二階張量2.3.1　主軸與主值2.3.2　數(shù)性不變量2.3.3　二階對(duì)稱(chēng)張量的主值必為實(shí)數(shù)2.3.4　二階對(duì)稱(chēng)張量的三條主軸互相垂直2.3.5　二階對(duì)稱(chēng)張量化為對(duì)角的形式2.3.6　二階張量分解為球張量和偏張量之和2.4　張量的商定律和各向同性張量2.4.1　張量的商定律2.4.2　各向同性張量2.5　矢量與張量函數(shù)及它們的導(dǎo)數(shù)與積分2.5.1　矢量函數(shù)及其導(dǎo)數(shù)2.5.2　空間曲線與曲面2.5.3　矢量函數(shù)的積分2.5.4　張量函數(shù)及其導(dǎo)數(shù)與積分2.6　場(chǎng)論2.6.1　場(chǎng)的概念和幾何表示2.6.2　▽算符2.6.3　高斯公式和斯托克斯公式2.6.4　梯度、散度和旋度2.6.5　無(wú)旋場(chǎng)、無(wú)源場(chǎng)和調(diào)和場(chǎng)2.6.6　格林公式2.6.7　亥姆霍茲定理第三章　地球物理的力學(xué)基礎(chǔ)3.1　旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系3.1.l　角速度3.1.2　角速度的合成3.1.3　旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中矢量對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)3.1.4　非慣性參照系中粒子的運(yùn)動(dòng)方程3.2　重力場(chǎng)的概念和基本性質(zhì)3.2.1　萬(wàn)有引力、離心力和重力，3.2.2　引力位、離心力位和重力位3.2.3　高斯方程，球?qū)ΨQ(chēng)體的引力、引力位和物體外部引力位的性質(zhì)3.2.4　質(zhì)體引力位的性質(zhì)3.2.5　均質(zhì)圓的引力位和引力，質(zhì)面引力位的性質(zhì)3.3　連續(xù)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程3.3.1　連續(xù)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)的描述3.3.2　連續(xù)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)定律3.3.3　雷諾運(yùn)輸方程及其應(yīng)用3.3.4　應(yīng)力張量3.3.5　運(yùn)動(dòng)微分方程3.4　彈性力學(xué)3.4.1　應(yīng)變張量3.4.2　微小變形時(shí)的應(yīng)變張量以及旋轉(zhuǎn)角和體積膨脹率3.4.3　本構(gòu)方程3.4.4　彈性力學(xué)問(wèn)題的一般形式3.5　地球自轉(zhuǎn)的力學(xué)方程3.5.1　質(zhì)心運(yùn)動(dòng)和圍繞質(zhì)心的角動(dòng)量定理3.5.2　剛體地球自轉(zhuǎn)的力學(xué)方程3.5.3　可變形地球自轉(zhuǎn)的力學(xué)方程3.6　地球的微小運(yùn)動(dòng)彈性方程3.6.1　顧及自轉(zhuǎn)和預(yù)應(yīng)力的彈性運(yùn)動(dòng)方程，3.6.2　地球微小運(yùn)動(dòng)彈性方程的實(shí)用形式3.6.3　存在預(yù)應(yīng)力時(shí)的本構(gòu)方程3.6.4　流體靜平衡態(tài)作為參考狀態(tài)及各向同性假設(shè)下方程的簡(jiǎn)化3.6.5　流體靜平衡態(tài)的性質(zhì)3.7　地球微小彈性運(yùn)動(dòng)的邊界條件3.7.1　不可滑動(dòng)邊界上的位移和應(yīng)力條件3.7.2　滑動(dòng)邊界上的位移和應(yīng)力條件3.7.3　引力位及其一階偏導(dǎo)數(shù)的條件3.7.4　總結(jié)——地面上的邊界條件，流體靜力平衡態(tài)作為參考狀態(tài)時(shí)的簡(jiǎn)化第四章　正交曲線坐標(biāo)系中的場(chǎng)論公式和球函數(shù)4.1　正交曲線坐標(biāo)系4.1.1　正交曲線坐標(biāo)系的概念4.1.2　正交曲線坐標(biāo)系中矢量與張量的物理分量4.l.3　正交曲線坐標(biāo)系的協(xié)變基矢量，矢量與張量的逆變分量4.1.4　協(xié)變基矢量對(duì)坐標(biāo)的偏導(dǎo)數(shù)4.2　正交曲線坐標(biāo)系中的場(chǎng)論公式4.2.1　梯度公式4.2.2　散度公式4.2.3　旋度公式4.2.4　算子A·▽4.2.5　拉普拉斯算子4.2.6　對(duì)推導(dǎo)方法的一點(diǎn)補(bǔ)充4.3　球函數(shù)4.3.1　球坐標(biāo)中拉普拉斯方程的分離變量解法4.3.2　特征值問(wèn)題的概念4.3.3　勒讓德方程和締合勒讓德方程4.3.4　勒讓德方程的級(jí)數(shù)解4.3.5　級(jí)數(shù)解的收斂性4.3.6　勒讓德函數(shù)4.3.7　締合勒讓德方程與勒讓德方程的關(guān)系4.3.8　締合勒讓德方程的級(jí)數(shù)解及其收斂性4.3.9　締合勒讓德函數(shù)4.3.10　球函數(shù)的概念4.3.11　球函數(shù)的幾何意義4.3.12　球函數(shù)的不同表達(dá)形式4.4　球函數(shù)的性質(zhì)4.4.1　距離倒數(shù)展開(kāi)成球函數(shù)級(jí)數(shù)的形式：勒讓德函數(shù)的母函數(shù)4.4.2　勒讓德函數(shù)的正交性4.4.3　球函數(shù)的正交性4.4.4　加法公式4.4.5　遞推公式4.5　函數(shù)展開(kāi)成球函數(shù)級(jí)數(shù)4.5.1　球面上函數(shù)的球函數(shù)級(jí)數(shù)4.5.2　標(biāo)量場(chǎng)的球函數(shù)級(jí)數(shù)4.5.3　矢量場(chǎng)的球函數(shù)級(jí)數(shù)第五章　地球的重力場(chǎng)與形狀5.1　幾個(gè)基本概念5.1.1　重力5.1.2　大地水準(zhǔn)面和正高5.1.3　位系數(shù)及其物理意義5.2　地球的正常重力場(chǎng)5.2.1　正常重力場(chǎng)的概念5.2.2　正常位5.2.3　正常重力5.2.4　平均橢球體和大地測(cè)量參考系統(tǒng)5.3　地球的擾動(dòng)重力場(chǎng)：斯托克斯理論5.3.1　擾動(dòng)位、大地水準(zhǔn)面高和重力垂線偏差5.3.2　重力異常和斯托克斯邊值問(wèn)題5.3.3　地球外部擾動(dòng)位的解5.3.4　大地水準(zhǔn)面高及平均橢球體的確定5.3.5　重力垂線偏差5.3.6　地球重力場(chǎng)模型5.4　重力歸算5.4.1　空間改正和空間異常5.4.2　層間改正和不完全布格異常5.4.3　地形改正和完全布格異常5.4.4　正高的確定，旁加勒和珀雷歸算5.4.5　均衡假說(shuō)5.4.6　均衡改正和均衡異常5.4.7　地形一均衡模型和均衡模型的確定5.4.8　間接效應(yīng)，地球重力場(chǎng)參數(shù)的實(shí)際計(jì)算及一個(gè)重力場(chǎng)模型5.5　地球的內(nèi)部形狀理論5.5.1　瓦弗爾公式5.5.2　球函數(shù)級(jí)數(shù)表示的等密度面形狀及系數(shù)滿足的微分方程5.5.3　一次近似下等密度面為橢球面的證明5.5.4　等密度面內(nèi)質(zhì)量的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量5.6　地球的擾動(dòng)重力場(chǎng)：莫洛堅(jiān)斯基理論5.6.1　正常高、高程異常和莫洛堅(jiān)斯基邊值問(wèn)題5.6.2　莫洛堅(jiān)斯基積分方程5.6.3　莫洛堅(jiān)斯基收縮5.6.4　地面擾動(dòng)位的解及高程異常的計(jì)算5.6.5　地面垂線偏差的計(jì)算5.6.6　高程異常和地面垂線偏差的實(shí)用公式第六章　地震學(xué)和地球的內(nèi)部6.1　彈性波方程，地震體波及其反射與折射6.1.1　研究地震波時(shí)地球彈性運(yùn)動(dòng)方程的簡(jiǎn)化6.1.2　地震體波的概念6.1.3　彈性波方程6.1.4　地震體波的反射與折射6.2　地震面波6.2.1　地震面波的概念6.2.2　均勻半空間的瑞利面波6.2.3　均勻半無(wú)限層疊加一等厚均勻?qū)拥睦辗蛎娌?.2.4　相速度和群速度，頻散曲線6.3　地震射線及地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)6.3.1　射線參數(shù)和本多夫定律6.3.2　地震射線的幾何性質(zhì)6.3.3　利用走時(shí)確定波速的原理6.3.4　地球內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和走時(shí)表，走時(shí)的扁率改正公式6.4　地球的自由振蕩6.4.1　球?qū)ΨQ(chēng)地球自由振蕩的常微分方程組……第七章　地球的固體潮和自轉(zhuǎn)第八章　地?zé)帷⒌卮藕桶鍓K構(gòu)造概述

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