Question

臺北消息:1999年9月21日凌晨,臺灣南投地區發生了7.6級大地震,它是由臺灣中部大茅——雙冬及車籠鋪兩塊斷層受到擠壓,造成劇烈上升及平行移位而形成的.

                                                 圖9

已知地震波分三種:縱波(P波),速度v_P=9.9 km/s;橫波(S波),速度v_S=4.5 km/s;面波(L波),速度v_LS,在淺源地震中破壞力量大.

(1)位于震源上方的南投地區某中學實驗室有水平擺A與豎直擺B如圖9(a),地震發生時最先劇烈振動的是哪個擺?

(2)臺中市地震觀測臺記錄到的地震曲線假若如圖9(b)所示,則由圖可知a、b、c三種波形各對應于哪種地震波?若在曲線圖上測得P波與S波的時間差為7.6 s,則地震臺距震源(Z)多遠?

Answer 1

解析:由題意不妨建立這樣一種物理模型:由震源Z處同時向各個方向發出三種波,機械波向前勻速運動,如圖所示.在南投地區,縱波最先到達,使地面沿ZN(即上下)方向振動.其次是橫波,使地面沿垂直于ZN(即地表)方向振動,最后到達的是面波.由于B擺的振動方向與縱波的方向一致,所以最先振動的是B擺,A擺的振動方向和橫波的振動方向一致,因此要晚振動一點.

(1)最先振動的是B擺;

(2)a為P波(縱波),b為S波(橫波),c為L波(面波),地震臺距震源距離為s,則=t,所以s=62.7 km.

答案:(1)B擺  (2)a為P波(縱波),b為S波(橫波),c為L波(面波)  62.7 km