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moea_joint_essay 109年 [地球物理] 震波測勘、重磁力測勘

第 一 題

📖 題組:
六、請回答以下問題:(共 3 題,共 22 分) 【表 1】 | 地層名稱 | 波傳播速度(公尺/秒) | 密度(公克/立方公尺) | |---|---|---| | A 地層 | 2,500 | 2.60 | | B 地層 | 2,750 | 2.50 |
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (一)

震波測勘中聲波阻抗(Acoustic Impedance)、反射係數(Reflection Coeficient)及傳輸係數(Transmission Coeficient)之公式及其意義。(12 分)
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分別列出公式:Z = ρV, R = (Z2-Z1)/(Z2+Z1), T = 2Z1/(Z2+Z1) (以應力/聲壓傳輸為準或振幅),並解釋代表的物理含義(阻力、反射能量比例、透射能量比例)。

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  1. 聲波阻抗 (Acoustic Impedance, 通常以 $Z$ 表示):
  • 公式:$Z = \rho \times V$ (其中 $\rho$ 為地層密度,$V$ 為震波在該地層的傳播速度)。
  • 意義:代表地層岩石對震波傳播所產生的阻力。它是岩石的一種基本物理特性,相鄰地層間聲波阻抗的差異,是產生震波反射的根本原因。

小題 (二)

如【圖 1】所示,已知 A 地層上覆於 B 地層,兩地層界面為 K 層面,且 A 地層及 B 地層之物理特性如【表 1】所示,請計算 A 地層及 B 地層之聲波阻抗。(4 分)
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利用表一給定的速度與密度相乘計算阻抗。雖然表上密度單位寫「公克/立方公尺」顯為錯植(應為立方公分),一般計算習慣直接將其視為實用單位相乘或轉換為同等級量級。

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根據【表 1】資料,利用聲波阻抗公式 $Z = \rho \times V$ 進行計算。 (註:表 1 中密度單位標示為「公克/立方公尺」在地球物理屬不合理數值,應為「公克/立方公分」(g/cm³)的錯植。一般業界計算常直接使用給定數值相乘,或將密度視為與比重相同量級進行運算。此處直接取數值計算:)

  1. A 地層之聲波阻抗 ($Z_A$):

小題 (三)

承(二),若震波由 A 地層傳播進入 B 地層,請計算 K 層面之反射係數及傳輸係數。(計算至小數點後第 3 位,以下四捨五入)。(6 分)
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震波從A到B,介質1為A,介質2為B。代入 R = (ZB-ZA)/(ZB+ZA) 以及 T = 1+R 進行計算,並四捨五入至小數點後第3位。

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已知波由 A 地層(介質1)傳播至 B 地層(介質2),利用第(二)題求得之阻抗 $Z_A = 6,500$、$Z_B = 6,875$ 代入公式:

  1. 反射係數 ($R$): $R = \frac{Z_B - Z_A}{Z_B + Z_A}$

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