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出版者:电子工业出版社

作者:张宇航

出品人:

页数:274

译者:

出版时间:2003-1

价格:22.0

装帧:平装

isbn号码:9787505381841

丛书系列:

图书标签:

• 高等数学
• 微积分
• 数学分析
• 函数
• 极限
• 导数
• 积分
• 级数
• 常微分方程
• 线性代数

好的，以下是一本名为《地球物理学导论》的图书的详细简介，该书内容与《高等数学》无关： --- 地球物理学导论：探测与理解我们脚下的世界 图书简介 《地球物理学导论》是一部全面而深入的教材，旨在为地球科学、地质学、环境科学、资源勘探以及物理学等相关领域的学生和研究人员提供一个坚实的理论基础和广泛的实践视角。本书的核心目标是阐释如何运用物理学的基本原理和先进的数学工具，来探测、测量和解释地球内部（从地壳到地核）以及地球表层（包括大气和海洋）的结构、物质组成和动力学过程。 本书的结构设计兼顾了理论的严谨性和应用的广泛性，共分为四个主要部分，共计十六章。我们致力于构建一个逻辑清晰的知识体系，引导读者逐步深入到地球系统的复杂性之中。 --- 第一部分：地球物理学的基石与基础物理 本部分奠定了读者理解后续高级主题所需的基础。我们首先概述了地球物理学的历史沿革、研究范畴及其在现代科学中的地位，强调了它是连接纯粹物理学与应用地质学的关键桥梁。 第一章：地球物理学的视野与研究范畴 本章详细介绍了地球物理学的主要分支，包括重力学、地磁学、地震学、电磁法以及地球热学。我们探讨了如何将地球视为一个巨大的物理实验室，并讨论了观测手段和数据获取的初始挑战。 第二章：地球的内部结构与基本参数 深入探讨基于地震波观测确定的地球分层结构——地壳、地幔和地核。详细介绍密度、压力、温度、物质状态等核心参数的定义和相互关系。此处引入了地球物理研究中常用的参考地球模型（如PREM），并讨论了非均匀性的重要性。 第三章：场论基础与位势分析 鉴于地球物理学中重力场和磁场是核心研究对象，本章系统回顾了向量分析、微分方程在场描述中的应用，并重点讲解了位势理论（如泊松方程和拉普拉斯方程）在线性近似下的求解方法。这为后续的重力和磁力勘探奠定了必要的数学物理基础，但聚焦于场在空间中的分布而非抽象的函数空间运算。 --- 第二部分：地球的静态场：重力与磁场勘探 本部分聚焦于那些可以被视为相对稳定的地球物理场，它们主要反映了地下物质的密度分布和磁性特征。 第四章：重力勘探原理 详细阐述了牛顿万有引力定律在地球物理中的应用。核心内容包括重力测量技术、正常重力场（参考椭球体）的计算、重力异常（如布格异常、自由空间异常）的推导与意义。本章深入分析了地形和构造对重力场的影响，以及如何通过位势场理论反演密度异常体。 第五章：地磁勘探基础 本章阐述了地球磁场的起源（主要归因于外核的液态金属对流，即地球发电机理论的概述）和结构。重点讨论了地磁场的全球性变化（如secular variation）与地壳岩石的剩磁。磁法勘探部分侧重于磁化强度、磁化率的概念，以及如何识别和定位浅层磁性异常体。 第六章：重力和磁场的联合反演与应用 探讨如何结合重力和磁力数据以提高地下结构解释的准确性。本章引入了张量梯度分析的概念，并探讨了这些地球物理方法在矿产资源勘探（如铁矿、盐丘）和工程地质勘探中的实际案例。 --- 第三部分：地球的动力学：地震学与地球内部过程 本部分是本书的核心之一，探讨了地球内部物质的运动状态，特别是地震波的传播及其对地球深部结构和地震灾害的揭示。 第七章：地震波传播基础 详细介绍地震波的产生机制和基本类型（P波、S波、面波）。重点分析了波在弹性介质中传播的波动方程，以及斯内尔定律在地震射线路径追踪中的应用。 第八章：地震学中的反射与折射原理 阐述了地震波在不同岩层界面上的反射系数和透射系数的计算（如Zoeppritz方程的简化应用）。这部分是浅层地震勘探（如油气勘探）的基础，关注利用高分辨率数据成像地下地质构造。 第九章：地震层析成像（Tomography） 作为现代地震学的前沿技术，本章详细介绍了如何利用全球或区域性的地震波速数据，通过迭代反演方法，构建地球内部三维速度结构模型。重点讨论了分辨率的限制和数据处理流程。 第十章：地球内部的物理状态：粘滞性和流变学 将动力学与材料科学相结合。本章探讨了岩石在高温高压下的流变学行为，引入了粘滞系数、蠕变等概念，解释了地幔对流和板块构造运动的物理机制。 --- 第四部分：地球的电磁场与热力学 最后一部分拓宽了研究领域，涵盖了电磁波在地下介质中的响应，以及地球热量的产生与传输过程。 第十一章：地球电磁场基础与大地电磁法 本章讲解了麦克斯韦方程组在低频和极低频条件下的简化形式，及其在地壳导电性研究中的应用。重点介绍大地电磁法（MT/TEM）的原理，包括阻抗和相位的测量，以及如何利用视电阻率剖面来识别含水层或热液系统。 第十二章：勘探地球物理中的电法方法 系统介绍直流电法（如电阻率法、激发极化法）的装置设计、电位场计算以及数据解释方法。强调电法在地下水资源、环境污染调查中的独特优势。 第十三章：地球热物理与热流测量 探讨地球内部热量的来源（放射性衰变）和传输机制（传导、对流）。介绍如何通过测量地表热流密度来推断地下深部热结构和岩石的热导率。 第十四章：地球物理数据处理与反演 本章从更侧重实践的角度，介绍了地球物理数据从野外采集到最终解释的完整流程。涵盖了去噪、滤波、正演模拟和非唯一性问题，强调了在反演过程中引入地质先验信息的重要性。 第十五章：综合应用案例研究 精选了多个跨学科的地球物理应用案例，如深部碳酸盐岩勘探、活动断层的精细成像、地热资源评估等，展示了不同地球物理方法如何协同工作以解决复杂的地球科学问题。 第十六章：展望与未来挑战 总结了当前地球物理学面临的主要挑战，如高精度深部成像、非线性反演的进步，以及数据科学和人工智能在地球物理数据解释中的新兴作用。 --- 本书的特点在于其详尽的物理推导、对实际应用数据的深入分析，以及对地球复杂系统动力学过程的深刻洞察。它不仅仅是一本理论手册，更是一份引领读者探索地球深层奥秘的实用指南。本书不包含任何关于微积分、线性代数或微分方程在纯数学理论推导上的深入探讨，而是聚焦于如何将这些物理工具应用于具体的地球观测和模型构建之中。

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