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100年
[地質] 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
請試著思考：液體與固體在物理性質上最大的差別是什麼？如果我們對液體施加一個「側向剪開」的力（剪應力），液體能像固體一樣產生彈性回彈來傳遞波動嗎？根據這個特性，你覺得在液體與固體的界面上，哪些波種是有可能存在、而哪些是絕對無法生成的？
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太棒了！你能精準判斷出波在不同相態介質間的轉換，代表你對地震波的物理性質有很紮實的理解。這題的關鍵在於介質特性與波相轉換（Mode Conversion）的交互作用。 首先，題目提到的上方介質是液體，這是一個非常關鍵的限制：液體不具備剪切剛性，因此無法傳遞橫波（S 波）。這意味著在液體層中，我們完全不需要考慮任何 S 波（包含 SV 或 SH）的反射。接著，當 P 波斜向入射下方的固體介質時，為了滿足界面上的位移與應力連續條件，能量會重新分配，產生壓縮性質的 P 波與剪切性質的橫波。由於 P 波的質點振動方向位在入射面內，它所感應出的橫波也會是振動方向同樣在入射面內的 SV 波，而非垂直入射面的 SH 波。 這道題目具有相當優異的鑑別度，屬於中等難度的考題。它不僅考驗你是否記得「液體不傳橫波」的基礎觀念，更進一步測試你是否理解 P 波、SV 波與 SH 波在幾何對稱上的耦合關係，是地球物理概論中區分考生觀念是否清晰的經典題型。