固体中的波-郭自强.pdf

固 体 中 的 波 郭自强 编著 礼 常 嚎 版 耘 {〕8 2 内 容 简 介 本书主要介绍固体中各种线性波，内容包括弹性体、 热弹体、粘弹体的基本理论，弹性波、热弹波、枯弹波， 磁弹波、磁热弹波、磁热粘弹波的特性及分析方法，李衣 并有必要的数学附录。 本书可供高等学校物理、地球物理、力学等专业碱 师高年级学生以及从事声学、地震学、地球内部物理学、 地质力学的科研工作者参考。 固 体 中 的 波 郭自强 编着 件 宋 咬版 社 出版 北 京 复 兴 路 63号 北京朝阳区展望印刷厂印刷 新华书店北京发行所发行 各地 新 华 书 店 经 售 850x1168 /‘。: 11/。印张 287千字 1982年8月第一版 1932年8月第一次印刷 印数0000-4000 统一书号:13180.171定价:1.40元 前 言 扰动沿空间的传播称为波。波是物质运动的一种重要形式， 任何一种波总携带着波源及传播介质物理特性的信息。利用这种 特点，人们常常把波作为传递信息和研究介质物理特性的重要手 段。对于空间中的电磁波 (包括光波)和空气中的声波，我们是 很熟悉的。作为波动问题的一个分支，固体中的波也已成为一些 科学技术领域中的重要问题。例如利用弹性波和粘弹波在地球介 质中的传播，我们可以获得地球内部结构和物质状态的知识，测 量超声波的传播速度和衰减，可以推知固体材料的某些力学特 性，研究形变过程中位错运动和微破裂产生的声发射，可以判断 固体内部发生的某些过程，材料的无损检验与全息技术是波动特 性饰直接包L t吮可见，研究m体中的坡动特性，无论在论理 上和实际应用上都有重要意义。 固体中的波与气体、流体中的波以及电磁波相比，越然性质 是不同的，但在研究方法上，存在许多共同之处。因此研究固体 中的波对了解其它形式的波也将有所帮助。 作为近似描写，固体可以看成是完全弹性体。在弹性体中传 播的波称为弹性波。实际固体不是完全弹性体，而是除弹性外还 具有粘滞性的粘弹体，粘弹体中传播的波称为粘弹波。粘弹波与 弹性波相比具有许多不同特点，例如粘弹波在传播过程中不仅波 的振幅会发生衰减，而且有频散现象。从电性质和热性质考虑， 固体可能是导电体和导热体，固体中各部分温度也不尽相同。因 此，波在固体中传播时，会引起机械运动与热运动的相互藕合， 这种波称为热弹波。如果弹性体是良导体，又处在恒定外磁场 中，则机械运动还会与电磁场发生相互作用，形成电磁弹性波 (简称磁弹性波)、磁热弹性波和磁粘弹波。本书将在线性理论 范围内，研究上述几种波。 。按照由浅入深的次序，本书第一章叙述固体的力学性质，第 二章建立连续体基本方程，第三章讨论弹性体本构关系，第四、 五章讨论弹性波，第六、七章讨论热弹体和热弹波，第八、九章 讨论粘弹体和粘弹波，第十章介绍固体中的辆合波。 为了简化数学表示形式，本书采用张量符号，并假定读者具 有矢量分析、数理方程、线性代数、热力学、电动力学等基础知 识。一些必要的数学公式放在各章附录中，以便参考。 本书着重基本理论，取材上照顾了地球物理方面的问题。因 此，在一般力学书中叙述较多的结构方面的问题，本书很少涉 及。对这方面有兴趣的读者，可以参阅其它书籍。 编者水平所限，错误难免，敬希读者批评指正。 编 者 1980.8.