Отражение и прохождение сейсмических волн, монотипные и обменные волны.

Основным законом геометрической сейсмики является закон преломления - отражения, который включает следующие положения: 1) падающие, отраженные и преломленные лучи лежат в одной плоскости, совпадающей с плоскостью, нормальной к границе раздела сред с разными скоростями упругих волн; 2) угол падения волны α₁, отсчитываемый от перпендикуляра к границе, и ее скорость в среде V₁ связаны с углом преломления β₂ и скоростьюV₂ соотношением sinα₁/sinβ₂=V₁/V₂; 3) этим же соотношением связаны углы падения (α₁) и отражения (γ₁): sinα₁/sinγ₁=V_α/V_γ.

.Согласно принципу Гюйгенса, любая точка на границе в момент, когда до нее доходит падающая волна, сама становится источником вторичных волн; образовавшиеся волны распространяются в обратном направлении в первой среде – отраженные волны и проходят через границу (вниз) во вторую среду – проходящие волны. В общем случае на границе образуются 4 волны:2 отраженные и 2 проходящие. Если образовавшиеся волны того же типа, что и падающая, то волны называются монотипными; если падает продольная волна, а образовавшиеся волны – поперечные, то они называются обменными. Обменная волна образуется при α=45⁰. В момент, когда до границы доходит падающая волна, граница сама становится источником вторичных волн, образовавшиеся волны в первой среде распространяются в обратном направлении-отраженные волны, а во вторую среду проходят через границу проходящие волны.

Рассмотрим падение плоской продольной волны на разрывно резкую и идеально гладкую горизонтальную границу раздела 2-х однородных изотропных сред

Волны Р1, Р11, Р12-монотипные; Р1S1 и Р2S2-обменные. Лучами показаны падающая, проходящая и отраженная волны.Так же представлены углы между лучами и нормалью к границе раздела двух сред. Жирными стрелками показаны векторы смещения пяти волн, они так же находятся в этой плоскости. Значит поперечные волны поляризованы линейно в вертикальной плоскости.