重力学考试题复习总结
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问答综合:
1、地球的重力场
1、什么叫做重力、重力位?
地球某观测点上,单位质点所受到的整个地球质量的引力以及惯性离心力的矢量和称为地球在该点的重力矢量,重力矢量的模简称地球在该点的重力。
质点在某一位置时对无穷远处的重力位能的负值叫做重力位。
2、引力位的性质有哪些?
1.位函数对各个坐标的偏导数分别等于引力在相应坐标轴上的分力;
2.引力位与位能的数值相等,符号相反;
3.如果一个曲面上各点的引力位相等,则这个曲面称为等位面,引力方向与曲面法线方向重合;
4.引力位是一个在无穷远出的正则函数;
5.质体的引力位及其一阶倒数是处处连续的,有限的和唯一的函数;
6.单层引力位是连续的,有限的和唯一的,而其一阶导数经过层面时不连续;
7.双层位是不连续的;
8.质体位的二阶导数在密度发生突变时是不连续的;
9.在质体外部,引力位满足拉普拉斯方程;△V=0;10.在质体外部,引力满足泊松方程;△V=-4πGδ;
3.什么叫位函数?为什么要引入位函数?
1.设有一标量函数,它对被吸引点各个坐标的偏导数等于在相应坐标轴上的分量;
2.因为质点在引力场中运动时,引力所做的功等于位函数在质点的终点和起始点的函数值之差,用位函数求解非常方便。
2、位理论边值问题
1、什么叫球函数?
用球面坐标表示的n阶齐次多项式称为n阶球面函数或简称球函数
2、球函数的几何意义是什么?
3、球函数有哪些性质?
满足加法定理;规格化。
5、位理论的边值问题有几种?它们分别是什么?
第一边值问题:求解在边界外部调和,在无穷远处正则的函数V,使其在边界上满足边界条件V=f,其中f为已知函数,改问题也称狄义赫里外部问题.
第二边值问题:求解在边界外部调和,在无穷远处这则的函数V,使其在边界上满足条件=f,其中n为边界的外法线方向,f为已知函数,改问题也称罗一曼外部问题.
第三边值问题:求解在边界外部调和,在无穷远处正则的函数V,使其在边界上满足边界条件,其中α,β为常系数,改问题也称混合边值问
题.
3、地球正常重力场
1|、为什么要研究正常重力场?
因为地球内部的密度分布是极其不规则的,为了精确得到地球的重力位,为此我们需要引进一个近似地球的重力位—正常重力位。
2、确定正常重力位常用的有哪几种方法?并简述其基本原理。
确定下列7个参数中的任意4个来确定正常重力场:Uo,GM,a(或A2),ω,α,β,γe,基本原理就是三个关系式(只要知道了其中4个基本参数,有下式三个关系可以确定另外3个参数,至此水准椭球体的正常重力场就确定了):
Uo=GM/a(1+α/3+q/3);GM=γeα*α(1+α-3q/2); α+β=5q/2; 4、重力仪
1、重力仪的结构分两个基本部分,它们分别是什么?
静力平衡系统,是感觉重力变化的部分,称为感觉机构或灵敏系统。测读机构,用来观测平衡体位移和测量重力变化的部分
2、什么叫动力法、静力法?
动力法:观测物体的运动状态确定重力。既可以测量绝对重力又可以测量相对重力,如自由落体,振摆测量绝对重力;
静力法:观测物体受力平衡、测量物体平衡位置受重力变化而产生的的位移以测定两点间的重力差。只能用来测量相对重力,如观察负荷弹簧的伸长。
3、重力仪有哪些优点?何为重力仪的灵敏度?什么是零点飘移?
优点: 1.精度高2.测量时间短3成果计算简单4体积小,重量轻。
通常把弹性系统对重力的变化的敏感程度成为重力仪的灵敏度。
零点漂移:弹性体的剩余变形反映到重力仪中,表现出读数随时间连续变化的现象。
4、影响重力仪的外界因素有哪些?
温度、气压、电磁以及仪器倾斜。
5、野外重力测量
1、重力勘探的工作全过程大致可划分成几个阶段?它们分别是哪些?
第一阶段:根据承担的地质任务进行现场踏勘与编写技术设计;
第二阶段:是进行野外测量,采集有关的各种数据;
第三阶段:是对实测数据进行必须的各种处理和解释、编写报告。
2、区域重力调查的目的是什么?
1)、研究地壳深部构造,2)、研究大地及区域地质构造,划分构造单元;研究结晶基底的起伏及其内部成分与构造,圈定沉积盆地范围,研究沉积岩系各密度界面的起伏与内部构造。3).追索、圈定与围岩有明显密度差异的隐伏岩体或岩层,追索两侧岩石密度有明显差异的断裂,进行覆盖区的基岩地质、构造填图。4).根据区域地质,构造及矿产分布规律,为划分成矿远景区提供重力场信息。
4、建立基点网的主要目的是哪些?
1)、检查重力仪在某一段工作时间内的零点位移,确定零点位移
校正系数。
2)、提高普通点重力测量的精度,减少误差积累和提高普通点重力测量的工作效率。
3)、作为每次重力测量的起算点、求出每一普通点相对起始点的重力差以便于求出它们相对总基点的重力差。
5、建立基点网时应注意哪些问题?
1.根据仪器的最大线性时间间隔和交通运输条件、观测时间长短来确定基点网的密度,使之均匀分布全区;
2.应用一台或多台精度高的仪器观测来保证基点网测量精度;采用快速的交通工具运送;观测路线应按闭合环路运行,环路中的首尾必须联测;当需建立多个环路时,每个环中必须包涵相邻环路中两个以上基点作为公共基点,以便于以后对基点网进行平差;
3.基点应该布置在交通干线上,地物地貌标志明显,周围无震源,稳固,并按规定同意编号和建立永久或半永久性标记。
6、测地工作的内容包括哪些?
1.按照技术设计要求布设重力测网,提供野外的的重力测点;2确定重力测点的坐标,以便对重力测量结果进行正常场校正和转载绘图;3确定重力测点的高程,以便对重力测量结果进行高度校正和中间层校正;4.当测区内地形起伏较大,地形影响不能忽略时,需作相对应比例尺的进区地形测量。
7.基点网上的观测方法有哪几种,最常用的是哪种?
单向循环重复顺序:1→2→3…. 1→2→3;