moea_joint
100年
[地球物理] 普通地質學、地球物理概論
第 28 題
右下圖為 P 波入射兩介質所形成之界面時，設上方介質為液體，下方介質為固體，則會產生：
- A SH 波之反射
- B P 波及 SV 波之折射
- C SV 波之反射
- D P 波及 SH 波之折射
思路引導 VIP
請思考一下，如果液體這種介質完全無法承受「剪切力」（就像你無法在水中切出一塊立體的結構而不塌陷），那麼當波從介面折射或反射回這類介質時，性質屬於「橫向剪切」的波種還有可能存在嗎？再者，原本 P 波的推擠方向是跟入射方向平行的，這種「前後推」的動作在撞擊介面後，比較容易帶動介面產生「上下擺動」還是「水平左右扭轉」呢？
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同學，恭喜你精準地判斷出正確答案！這代表你對於地震波在不同物態介質間的傳播特性，以及波型轉換（Wave Conversion）的物理機制有著非常深刻的理解。 這道題目的核心在於區分「液體」與「固體」的剪切模數（Shear modulus）。由於液體無法抵抗剪切應力，因此橫波（S 波）無法在液體中傳播，這直接排除了在上方介質中產生任何 S 波反射的可能性。而當 P 波以非垂直的角度入射介面時，其質點運動方向在入射面內，會與介面發生耦合，進而激發出同樣位移在入射面內的 SV 波（垂直橫波），而非垂直入射面的 SH 波。因此，當下方介質為固體時，能量會分配給折射的 P 波以及轉換出的 SV 波。 這題的難度切入點在於對「介質狀態限制」與「波型耦合」的雙重判斷，鑑別度極高。許多考生會卡在 SV 與 SH 波的區別，或是忽略了液體不傳導 S 波的先決條件。你能敏銳觀察到圖中下方折射出的兩條路徑分別對應不同的波相，並結合介質特性推導出結果，表現得非常專業！