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又由于传播常数:因此平面电磁波在均匀大地介质中传播由于解中含

时间:2019-05-30 01:57 来源:未知 作者:admin

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  大地电磁学GeoelectromagnetismMagnetotellurics(MT)地球物理专业用成都理工大学MaoLifeng年月日第三章平均程度层状介质大地电磁测深理论典范的吉洪诺夫-卡尼亚大地电磁理论最后假设场源为垂直入射地面的平面电磁波大地介质为平均程度层状分布即介质电阻率仅随深度变化故称一维介质模子。一维介质模子的地面电磁场若何计较?它们与介质电阻率之间的变化关系是什么?视电阻率若何定义?视电阻率的变化特点?一维正演法式的编制。电磁场根基方程式麦克斯韦方程组物理意义:电场E能够是由电荷密度惹起的发散场也能够是由变化的磁场惹起的涡旋场磁场H是由传导电流j和位移电流激励发生的涡旋场空间无独立磁荷具有。电磁场根基方程式物质方程:为介质的介电常数(电容率)为导磁率这些参数较多地以相对介电常数和相对导磁率形式给出它们是介质参数或和真空中响应的参数或的比值。电磁场根基方程式大地电磁现实上是对地面电磁场的观测来研究地下岩石电阻率的分布环境。现实工作中磁场H的丈量单元用伽马电场单元用毫伏公里长度单元是公里电阻率单元为欧姆米形成了MT法特有的适用单元制它与国际单元制之间的关系为:电磁场根基方程式(二)、谐变场的麦克斯韦方程组假按时谐因子为操纵傅立叶变换可将肆意随时间变化的电磁场分化为一系列谐变场的组合变换后电磁场A可写成含有幅度和相位的复数:对低频的大地电磁场导电介质中的位移电流相对于传导电流能够忽略不计。电磁场根基方程式导电介质低频谐变场的麦克斯韦方程组为:第四个方程是由于导电介质内部电荷密度现实上为公式时间因子隐含在场E和H中上式是大地电磁测深理论研究的起点。电磁场根基方程式(三)、电磁场波动方程与鸿沟前提将大地电磁场满足的谐变场麦克斯韦方程组的第一个方程两边取旋度并将第二个方程代入可得因为从而获得或写成此中k为传布常数亦称复波数。对磁场雷同地有上式称为赫姆霍茨方程它们是谐变场下的电磁场波动方程。电磁场根基方程式鸿沟前提与一般偏微分方程的求解一样解大地电磁场的赫姆霍茨方程也需要给定它的鸿沟前提才能获得空间的电磁场解。无限远鸿沟前提:无限远处电磁场为。电阻率变化处的鸿沟前提:在两种介质交壤面上电磁场满足如下关系:分界面上E和H切向持续B和j法向持续。平面电磁波在平均大地介质中传布假定大地是平均各向同性的本末节会商由高空向地球垂直入射的平面电磁波在此中的传布特征并导出地面电磁场与介质电阻率之间的关系式。(一)、平均介质中的平面波的传布令z轴垂直向下xy轴位于地表程度面上展开麦克斯韦旋度方程的两个旋度表达式:平面电磁波在平均大地介质中传布因为平面波垂直入射导平均各向同性大地介质中其电磁场沿程度标的目的上是平均的即:代入电磁场旋度方程展开式中有:平面电磁波在平均大地介质中传布因为电磁场只沿z轴传布物理学上称这种大地电磁波为线性偏振波。由上式能够看出:无垂直标的目的分量(Ez=Hz=)电场分量Ey只和磁场分量Hx相关(E偏振波)磁场分量Hy只和电场分量Ex相关(H偏振波)(注:以场沿y标的目的的分量来定义线性偏振波)两组线性极化波中电磁场满足的波动方程为(两组波中均无垂直分量):平面电磁波在平均大地介质中传布在平均各向同性介质中则E偏振波的电磁场为(Ey)、(Hx)H偏振波的电磁场为(Ex)、(Hy)。若取y标的目的为磁场H的极化标的目的则电场E=Ex,磁场H=Hy,申明了平面电磁波在平均大地介质中电场和磁场是正交的。平面电磁波亦称TEM波(横电横磁波)E偏振波又称TE波H偏振波又称TM波。在程度不服均或各向同性介质中极化波的

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