2021中國(guó)科學(xué)院大學(xué)地球物理學(xué)專業(yè)研究生考試大綱 正文

中國(guó)科學(xué)院大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試
 《地球物理學(xué)》考試大綱
 
本“地球物理學(xué)”考試大綱適用于中國(guó)科學(xué)院大學(xué)固體地球物理與地球動(dòng)力學(xué)等專業(yè)的碩士研究生入學(xué)考試。“地球物理學(xué)”是相關(guān)學(xué)科專業(yè)的基礎(chǔ)理論課程，它的主要內(nèi)容包括地震學(xué)、重力與固體潮、地磁學(xué)、地?zé)釋W(xué)及海底擴(kuò)張與板塊構(gòu)造等部分。要求考生對(duì)其基本概念有比較深入的了解，掌握基本原理、方法及一般應(yīng)用。
 
一、考試內(nèi)容
（一）介質(zhì)彈性與波動(dòng)理論基礎(chǔ)
1．彈性介質(zhì)、應(yīng)力與形變
2．彈性介質(zhì)中的波動(dòng)傳播方程
3．彈性介質(zhì)中的平面波與球面波
4．界面的影響
5．射線理論
（二）地震學(xué)基礎(chǔ)
1． 斷層錯(cuò)動(dòng)和地震波激發(fā)
2． 地震儀與地震觀測(cè)記錄，地震的烈度、能量和震級(jí)
3．地震發(fā)震時(shí)間與震源位置的基本確定方法
4．地震體波的走時(shí)、振幅與理論地震圖
5．球面層中地震體波的走時(shí)和地球內(nèi)部基本構(gòu)造
6．各種常見震相標(biāo)示規(guī)則及其射線路徑
7．地震面波的波動(dòng)方程、頻散方程和上地幔結(jié)構(gòu)
8．地球的自由振蕩
（三）地球勢(shì)理論基礎(chǔ)
1．地球重力位與地球形狀
2．地球重力異常與地球內(nèi)部構(gòu)造
3．地球的固體潮
4．地球磁場(chǎng)的一般性質(zhì)
5．巖石磁性與古地磁
6．地磁成因
7．地磁感應(yīng)與地球內(nèi)部的電導(dǎo)性
（四）熱流與地球內(nèi)部溫度
1．熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流與熱輻射
2．大地?zé)崃?br /> 3．熱流方程的簡(jiǎn)單應(yīng)用
4．地球內(nèi)部溫度
（五）大陸漂移、海底擴(kuò)張和板塊構(gòu)造
1．大陸漂移與洋底擴(kuò)張學(xué)說
2．板塊構(gòu)造與運(yùn)動(dòng)的基本理論與方法
3．地幔對(duì)流的基本理論
 
二、考試要求
（一）介質(zhì)彈性與波動(dòng)理論基礎(chǔ)
1、了解并掌握地震波的彈性介質(zhì)理論基礎(chǔ)：彈性力學(xué)對(duì)介質(zhì)的四個(gè)基本假定，應(yīng)力與形變的基本定義，應(yīng)力方程的推導(dǎo)過程以及包括楊氏模量與泊松比在內(nèi)的五個(gè)彈性常數(shù)之間的相互關(guān)系；
2、熟練推導(dǎo)彈性介質(zhì)中的波動(dòng)傳播方程，掌握縱波與橫波的傳播特征，了解其速度與密度及相關(guān)彈性常數(shù)的相互關(guān)系；
3、掌握彈性介質(zhì)中的平面波與球面波的傳播特征，特別是在簡(jiǎn)諧波情況下的振動(dòng)與傳播特征的異同；
4、了解界面的存在對(duì)入射縱（橫）波、反射縱（橫）波及折射縱（橫）波的影響，并且掌握平面縱（橫）波轉(zhuǎn)播過程中折射系數(shù)與反射系數(shù)、轉(zhuǎn)換系數(shù)的推導(dǎo)；
5、了解地震波射線理論中的費(fèi)馬原理，Snell定律，射線常數(shù)、本多夫定律、首波路徑、首波臨界角等基本概念。
（二）地震學(xué)基礎(chǔ)
1、了解天然地震基本成因和斷層錯(cuò)動(dòng)激發(fā)地震波的基本概念；了解地震儀與地震觀測(cè)記錄的基本原理；了解地震烈度、能量和震級(jí)的基本定義；掌握地震發(fā)震時(shí)間與震源位置的測(cè)定原理與基本方法；
2、對(duì)于單個(gè)水平界面、單個(gè)傾斜界面及多層界面，掌握直達(dá)波、反射波與首波的走時(shí)方程的推導(dǎo)過程；掌握非勻速介質(zhì)中迴折波參數(shù)方程形式的走時(shí)公式的推導(dǎo)，了解在不同速度分布函數(shù)的形式下，走時(shí)曲線的特征；了解平面層中體波的能量與振幅的關(guān)系并掌握在平面簡(jiǎn)諧波情況下的推導(dǎo)，了解直達(dá)波、迴折波、反射波與首波情況下，傳播過程中的能量發(fā)散過程，以及自由界面對(duì)入射平面波的能量分配過程的影響等；簡(jiǎn)單了解地震體波的振幅受到哪些因素的影響以及利用廣義射線理論求解理論地震圖的基本原理；
3、掌握球面層中地震體波的射線參數(shù)方程與本多夫定律等的推導(dǎo)，不同的速率—深度分布曲線情況下對(duì)應(yīng)的地震射線及其走時(shí)方程的推導(dǎo)，并了解正常及特殊情況下的走時(shí)曲線特征，掌握走時(shí)反演的古登堡方法與赫格羅茲—貝特曼—威歇特方法的一般原理與推導(dǎo)過程；
4、了解并掌握常用地震震相的標(biāo)示規(guī)則及其傳播過程中的射線路徑、走時(shí)及振幅特征；
5、了解地震面波與地震體波在傳播過程中的異同點(diǎn)，掌握洛夫波與雷利波的傳播特征及在一些簡(jiǎn)單模型下的波動(dòng)方程和頻散方程；了解地震面波的頻散方程及其所反映的地球內(nèi)部構(gòu)造，了解并掌握群速度與相速度的基本概念及其相互關(guān)系推導(dǎo)與計(jì)算方法；
6、了解并掌握地球自由振蕩的基本振型，及與地震面波等的基本對(duì)應(yīng)關(guān)系，了解自由振蕩的基本理論與觀測(cè)結(jié)果的分析。
（三）地球勢(shì)理論基礎(chǔ)
1、掌握地球引力位必須滿足的基本方程與大地水準(zhǔn)面的基本概念，了解并掌握固體地球外面引力位的求解過程，以及旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱情況下的馬古拉（MacCullagh）公式中各項(xiàng)參數(shù)的物理意義，了解Clairaut扁球體方程及地球的扁度，了解利用人造衛(wèi)星測(cè)量大地水準(zhǔn)面及地球形狀參數(shù)的基本原理，了解國(guó)際參考橢球及其理論重力公式；
2、掌握重力異常的基本概念及常用單位，掌握自由空氣重力異常、布格重力異常的基本概念及其校正公式，掌握重力均衡理論及其典型模式，并且用于解釋一些地區(qū)典型的重力異常特征；
3、掌握關(guān)于地球的固體潮汐、Love數(shù)、志田數(shù)等的基本概念，掌握太陽與月球?qū)Φ厍虮砻娈a(chǎn)生的起潮力位的表達(dá)式，簡(jiǎn)單了解Love數(shù)等如何影響起潮力位的情況；
4、掌握地磁場(chǎng)的基本要素，磁位的球諧表達(dá)式，高斯磁場(chǎng)系數(shù)的量綱及其物理意義，偶極子場(chǎng)與非偶極子場(chǎng)的基本概念與一般特征，了解并掌握地磁場(chǎng)的長(zhǎng)期變化、短期變化及局部磁異常變化特征；
5、掌握巖石的鐵磁性、抗磁性與順磁性等基本概念，了解一些礦物與巖石的磁性特征，了解地磁場(chǎng)倒轉(zhuǎn)的現(xiàn)象及其過程，掌握古地磁研究及其簡(jiǎn)單應(yīng)用；
6、簡(jiǎn)單了解當(dāng)前解釋地磁成因的基本理論；
7、掌握利用地磁感應(yīng)探求地球內(nèi)部的電導(dǎo)性的一般原理，以及測(cè)量地球內(nèi)部電導(dǎo)率的一些簡(jiǎn)單方法與基本結(jié)果。
（四）熱流與地球內(nèi)部溫度
1、了解熱的基本傳輸過程；掌握熱傳導(dǎo)過程的基本方程，掌握大地?zé)崃鞯幕靖拍?，了解地球?nèi)部的熱源及其傳輸機(jī)制；
2、了解并掌握全球大地?zé)崃鞯幕痉植继卣鳎私獠⒄莆沾蟮責(zé)崃髋c放射性物質(zhì)等的相互關(guān)系，了解大陸與海洋熱流的相似性；
3、掌握熱流方程及其簡(jiǎn)單應(yīng)用；了解地殼溫度、地幔溫度與地核溫度等的分布特征并掌握其簡(jiǎn)單的反演方法。
（五）大陸漂移、海底擴(kuò)張和板塊構(gòu)造
1、了解魏格納的大陸漂移學(xué)說，了解全球各大陸邊緣的拼合特征，了解古地磁用于解釋大陸漂移的機(jī)制；掌握洋底擴(kuò)張的基本概念，了解海洋磁異常特征及用于解釋洋底擴(kuò)張的機(jī)制，以及其它用于解釋洋底擴(kuò)張的現(xiàn)象；
2、了解板塊的基本性質(zhì)，掌握全球基本板塊構(gòu)造及其運(yùn)動(dòng)特征，地幔熱柱與板塊絕對(duì)運(yùn)動(dòng)，歐拉運(yùn)動(dòng)極與歐拉運(yùn)動(dòng)矢量等的基本概念及基本運(yùn)算方法。
3、了解關(guān)于地幔對(duì)流理論的基本概念與基本對(duì)流模式。
三、主要參考書目
曾融生著，《固體地球物理學(xué)導(dǎo)輪》，北京：科學(xué)出版社，1984
四、輔助參考書目
1、傅承義、陳運(yùn)泰、祁貴仲著，《地球物理學(xué)基礎(chǔ)》，北京：科學(xué)出版社，1985
2、郭俊義編著，《地球物理學(xué)基礎(chǔ)》，北京：測(cè)繪出版社，2001
3、C.M. Fowler, The Solid Earth: An Introduction to Geophysics, Cambridge University Press，1990.
4、N. H. Sleep, K. Fujita, Principles of Geophysics, Blackwell Science，1997.
 
 
 
 
 
 
編制單位：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)
編制日期：2019年6月26日
 

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