地球物理學基礎

內(nèi)容概要

　　《高等學校教材：地球物理學基礎》是作為教科書編寫的，主要目的是解釋地球物理學幾個主要子學科中的基本概念和原理。在選材上，沒有羅列現(xiàn)有地球物理知識的細節(jié)，而是在照顧現(xiàn)代研究需要的基礎上選擇了一些以基本概念為中心的論題作了深入、細致的講述，這些論題也是地球物理學的主干內(nèi)容?！　　陡叩葘W校教材：地球物理學基礎》的內(nèi)容大體上分為兩部分：前四章是一些背景知識和數(shù)學、物理學基礎；后四章分別討論地球的重力場和形狀，地震學和地球內(nèi)部結(jié)構及物理參數(shù)，地球的固體潮和自轉(zhuǎn)，以及地熱、地磁和板塊構造學的內(nèi)容。　　《高等學校教材：地球物理學基礎》可作為大地測量、地球物理、地質(zhì)、天文等專業(yè)有關課程的教材或教學參考書，亦可供相關領域的科研人員參考。

書籍目錄

第一章　導引1.1　地球的自轉(zhuǎn)與形狀，大地坐標系l.2　太陽系與地球的公轉(zhuǎn)，天球坐標系1.3　球面三角l.4　歲差一章動和極移1.5　時間系統(tǒng)l.6　地球的內(nèi)部結(jié)構、表面形態(tài)和板塊構造第二章　矢量與張量分析和場論2.1　矢量及其代數(shù)運算2.1.l　矢量的概念以及代數(shù)運算2.1.2　求和指標與指定指標及δij和δijk2.1.3　直角坐標系中矢量的代數(shù)運算2.2　坐標變換和張量的概念及代數(shù)運算2.2.1　坐標變換2.2.2　絕對標量和絕對矢量及它們的坐標變換2.2.3　張量的概念2.2.4　張量的代數(shù)運算2.2.5　空間點位坐標的坐標變換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　二階對稱張量的主值必為實數(shù)2.3.4　二階對稱張量的三條主軸互相垂直2.3.5　二階對稱張量化為對角的形式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)及它們的導數(shù)與積分2.5.1　矢量函數(shù)及其導數(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)及其導數(shù)與積分2.6　場論2.6.1　場的概念和幾何表示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　無旋場、無源場和調(diào)和場2.6.6　格林公式2.6.7　亥姆霍茲定理第三章　地球物理的力學基礎3.1　旋轉(zhuǎn)坐標系3.1.l　角速度3.1.2　角速度的合成3.1.3　旋轉(zhuǎn)坐標系中矢量對時間的導數(shù)3.1.4　非慣性參照系中粒子的運動方程3.2　重力場的概念和基本性質(zhì)3.2.1　萬有引力、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)運動的動力學方程3.3.1　連續(xù)介質(zhì)運動的描述3.3.2　連續(xù)介質(zhì)運動的動力學定律3.3.3　雷諾運輸方程及其應用3.3.4　應力張量3.3.5　運動微分方程3.4　彈性力學3.4.1　應變張量3.4.2　微小變形時的應變張量以及旋轉(zhuǎn)角和體積膨脹率3.4.3　本構方程3.4.4　彈性力學問題的一般形式3.5　地球自轉(zhuǎn)的力學方程3.5.1　質(zhì)心運動和圍繞質(zhì)心的角動量定理3.5.2　剛體地球自轉(zhuǎn)的力學方程3.5.3　可變形地球自轉(zhuǎn)的力學方程3.6　地球的微小運動彈性方程3.6.1　顧及自轉(zhuǎn)和預應力的彈性運動方程，3.6.2　地球微小運動彈性方程的實用形式3.6.3　存在預應力時的本構方程3.6.4　流體靜平衡態(tài)作為參考狀態(tài)及各向同性假設下方程的簡化3.6.5　流體靜平衡態(tài)的性質(zhì)3.7　地球微小彈性運動的邊界條件3.7.1　不可滑動邊界上的位移和應力條件3.7.2　滑動邊界上的位移和應力條件3.7.3　引力位及其一階偏導數(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)時的簡化第四章　正交曲線坐標系中的場論公式和球函數(shù)4.1　正交曲線坐標系4.1.1　正交曲線坐標系的概念4.1.2　正交曲線坐標系中矢量與張量的物理分量4.l.3　正交曲線坐標系的協(xié)變基矢量，矢量與張量的逆變分量4.1.4　協(xié)變基矢量對坐標的偏導數(shù)4.2　正交曲線坐標系中的場論公式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　對推導方法的一點補充4.3　球函數(shù)4.3.1　球坐標中拉普拉斯方程的分離變量解法4.3.2　特征值問題的概念4.3.3　勒讓德方程和締合勒讓德方程4.3.4　勒讓德方程的級數(shù)解4.3.5　級數(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系4.3.8　締合勒讓德方程的級數(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)的不同表達形式4.4　球函數(shù)的性質(zhì)4.4.1　距離倒數(shù)展開成球函數(shù)級數(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)展開成球函數(shù)級數(shù)4.5.1　球面上函數(shù)的球函數(shù)級數(shù)4.5.2　標量場的球函數(shù)級數(shù)4.5.3　矢量場的球函數(shù)級數(shù)第五章　地球的重力場與形狀5.1　幾個基本概念5.1.1　重力5.1.2　大地水準面和正高5.1.3　位系數(shù)及其物理意義5.2　地球的正常重力場5.2.1　正常重力場的概念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量參考系統(tǒng)5.3　地球的擾動重力場：斯托克斯理論5.3.1　擾動位、大地水準面高和重力垂線偏差5.3.2　重力異常和斯托克斯邊值問題5.3.3　地球外部擾動位的解5.3.4　大地水準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，地球重力場參數(shù)的實際計算及一個重力場模型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)動慣量5.6　地球的擾動重力場：莫洛堅斯基理論5.6.1　正常高、高程異常和莫洛堅斯基邊值問題5.6.2　莫洛堅斯基積分方程5.6.3　莫洛堅斯基收縮5.6.4　地面擾動位的解及高程異常的計算5.6.5　地面垂線偏差的計算5.6.6　高程異常和地面垂線偏差的實用公式第六章　地震學和地球的內(nèi)部6.1　彈性波方程，地震體波及其反射與折射6.1.1　研究地震波時地球彈性運動方程的簡化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　利用走時確定波速的原理6.3.4　地球內(nèi)部的結(jié)構和走時表，走時的扁率改正公式6.4　地球的自由振蕩6.4.1　球?qū)ΨQ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　地熱、地磁和板塊構造概述

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