與地震有關(guān)的物理知識(shí)
地震在古代被人們稱做“地牛翻身”,“地牛者,上古兇獸也,秉天地五行之力而生,動(dòng)則山河倒轉(zhuǎn),乾坤逆位”.當(dāng)時(shí)的人們認(rèn)為這種叫做“地?！钡墓肢F翻翻身子就造成了地震.現(xiàn)在,人們已經(jīng)知道了,地震的成因是地殼內(nèi)部板塊運(yùn)動(dòng).有許許多多的物理現(xiàn)象會(huì)伴隨地震產(chǎn)生,你一定有興趣想要了解一些.
一、橫波和縱波
地震來(lái)臨時(shí),人們會(huì)先感覺到前后左右搖晃,過上一會(huì)兒又改成上下顛簸.這是因?yàn)榈卣饡?huì)同時(shí)產(chǎn)生橫波和縱波兩種波,但是,縱波傳播的速度更快些.橫波是指振動(dòng)方向與傳播方向垂直的波；縱波是指振動(dòng)方向與傳播方向在一條直線上的波.如果橫波和縱波都沿地表傳播,縱波是前后振動(dòng),橫波上下振動(dòng).利用這個(gè)特點(diǎn),人們可以很快確定地震發(fā)生的位置.
例如：在一次地震中,某地居民先感覺到左右搖,過了10秒鐘又開始上下?lián)u,已知縱波傳播速度是5公里／秒,橫波是3公里／秒,則震源距該地多遠(yuǎn)?
設(shè)：該地距震源S公里
解得S＝18.75公里
二、共振
地震來(lái)臨時(shí),同一地方的建筑物有的振動(dòng)幅度較大,有的卻比較小,這是物理里面的一種現(xiàn)象叫共振.每種物體都有自己的頻率,這個(gè)頻率由它的長(zhǎng)度、形狀、材料等決定.建筑物也有它的固有頻率,當(dāng)?shù)卣鹨u來(lái),如果某幢建筑物的固有頻率碰巧接近這次地震波的頻率,那么它的振動(dòng)就最劇烈.
例：設(shè)鋼混結(jié)構(gòu)的建筑物的固有頻率與其高度的平方成正比,比例系數(shù)為0．5,某次地震波的頻率為50赫茲,在本次地震中,何種高度的鋼混建筑物振動(dòng)最厲害?
設(shè)建筑物高度為h,其固有頻率為f
二者關(guān)系式為：f ＝ 0.5h2
50 ＝ 0.5h2
解得：h ＝10米
三、地震前自然現(xiàn)象異常的物理學(xué)解釋
每次地震的產(chǎn)生,都需要漫長(zhǎng)時(shí)間的孕育,只有當(dāng)?shù)叵聰鄬优で?、摩?蓄勢(shì)待發(fā)到一定程度,才會(huì)有地動(dòng)山搖,怒吼式的總爆發(fā).在地震以前,地殼內(nèi)部已經(jīng)發(fā)生了微妙的變化,這種斷層之間的摩擦產(chǎn)生的熱量釋放到地表,會(huì)使局部地區(qū)在震前出現(xiàn)反常氣候.
據(jù)史料記載：1925年云南大理地震,震前“久旱不雨,晚不生寒,朝不生露”；
1503年江蘇松江地震,震前“熱風(fēng)如火”.
地?zé)後尫诺娇諝庵?造成大氣溫度變化,有時(shí)還會(huì)在空中形成一些獨(dú)特的云彩,這種云彩是地震發(fā)生前的特有現(xiàn)象,所以人們給它起的名字叫地震云.
5月27日,14點(diǎn)30分左右漢陰中學(xué)地理教師黃開云在漢中方向天空發(fā)現(xiàn)3條手指狀云彩,并向周圍同事多人（當(dāng)時(shí)我們也在場(chǎng)）介紹,同時(shí)預(yù)言必有地震發(fā)生,果然僅僅過了兩個(gè)小時(shí),寧強(qiáng)縣在下午16點(diǎn)37分發(fā)生5.7級(jí)余震.
四、地震前后動(dòng)物異常反應(yīng)的物理學(xué)解釋
地震發(fā)生前和發(fā)生后,一些生物如家禽、蟾蜍、螞蟻、蛇等,會(huì)出現(xiàn)異常反應(yīng),亂串亂跑,大規(guī)模遷徙等.發(fā)生在地震以前叫震前效應(yīng),發(fā)生在地震以后的叫震后效應(yīng).
我國(guó)人民在長(zhǎng)期勞動(dòng)生活中總結(jié)出下面一些經(jīng)驗(yàn)：
牛馬騾羊不進(jìn)圈,豬不吃食狗亂咬
鴨不下水岸上鬧,雞飛上樹高聲叫
冰天雪地蛇出洞,大量蟾蜍搬家逃
兔子豎耳蹦又撞,魚兒驚慌水面跳
蜜蜂群遷鬧轟轟,鴿子驚飛不回巢
地震前出現(xiàn)動(dòng)物習(xí)性的異?，F(xiàn)象,原因是很多的,還有待研究,其中有一種解釋是動(dòng)物感知到地震產(chǎn)生的次聲波.
地震、火山爆發(fā)、風(fēng)暴、海浪沖擊、槍炮發(fā)射、熱核爆炸等破壞性活動(dòng)中都會(huì)產(chǎn)生次聲波,所以次聲波又叫死亡之波.它的頻率小于20赫茲,這種頻率超出了人耳的聽覺范圍,人聽不到,但是某些動(dòng)物可以感知到.