费马原理 运动学 地震波的运动学特征

最小作用量原理的原理简略 作为研究光线的反射和折射的结果，费尔马曾得出这样的结论：“自然界总是通过最短的途径发生作用的。此后，莫培督在其1744年的一片著名论文中宣布了一个原理，他称之为“最小作用量原理。他用这样几句话说明了这个原理：“自然界总是通过最简单的方法产生起作用的。如果一个物体必须没有任何阻碍地从这一点到另一点—自然界就利用最短的途径和最快的速度来引导它。（原先也一直不能并存的自然界各种规律现在就一致起来了。《科学院的报告》，1744年4月15日，第421页）简单地说这意味着任何不受影响的动力学系统在发生变化时，其变化方式总是使有关的作用量为最小。在对物理实在（现象）的观察中，科学家们相信，对于不同的观察者物理实在可以不同，但其物理实在的结构（规律）必定是相同的。物理学中描述物理实在结构的方法之一就是作用量方法。这种方法从功能角度去考察和比较客体一切可能的运动（经历），认为客体的实际运动（经历）可以由作用量求极值得出，是其中作用量最小的那个。这个原理称为最小作用量原理。动力学中的一个变分原理。由保守系统的动力方程可以导出这个原理，也可自这原理导出动力方程。这原理可表述为：对于定常保守系统，作用量Tdt的积分的。地震勘探对波动的研究不仅考虑动力学特征，而且更多地利用波传播时间和空间距离之间的关系，确定地下地质构造，即所谓地震波的运动学特征。下面介绍几个有关运动学方面的著名原理。1.3.4.1 惠更斯-菲尔原理惠更斯(Huygens)于1690年首先提出这个原理，其要点是：任意时刻波前面上的每一个点都可以看作是一个新的点源，由它产生二次扰动，形成元波前，而以后(下一个时刻的)新波前的位置可以认为是该时刻各元波前的包络，如图1-5所示。惠更斯原理告诉我们，可以从已知波前求出以后各时间的波前位置。该原理虽给出了地震波传播的空间几何位置，但没有涉及到波到达该位置的物理状态。图1-5 惠更斯原理示意图菲尔(Fresnel)补充了惠更斯原理的不足，他认为，由波前面各点所形成的新扰动(二次扰动)都可以传播到空间任一点M，形成互相干涉的叠加振动。该叠加扰动就是M点的总扰动，这就使得惠更斯原理有了明确的物理意义，故称为惠更斯-菲尔原理。1.3.4.2 绕射积分理论—克希霍夫积分公式惠更斯-菲尔从理论上描述了波的传播，但没有解决具体如何计算某一点的波场问题。1883年，德国学者克希霍夫(Kirchoff)在惠更斯-菲尔原理的基础上，认为波前面上任一个新点源发出的元。运动学定律是什么 运动学四大定律：牛顿运动定律，动量守恒定律，冲量守恒定律，机械能守恒定律

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