Earth
Сейсмические волны внутри Земли
Вызовите землетрясение и смотрите, как веер лучей изгибается в мантии, резко преломляется в медленное жидкое ядро и оставляет зону тени на дальней стороне; переключитесь на S-волны и увидьте, как они останавливаются у ядра, или дайте ядру жёсткость твёрдого тела и пропустите их. Прочтите первые вступления на пяти станциях, опустите очаг глубже и проверьте модель на однородной Земле, где лучи — прямые хорды.
Что происходит
Сферически слоистая Земля — кора, верхняя и нижняя мантия, жидкое внешнее ядро, внутреннее ядро — со скоростями, линейными по радиусу в каждом слое. Каждый луч веера углов выхода трассируется RK4 вдоль длины с dn/ds = −(∇v − (n·∇v)·n)/v, точно обрезается на каждой границе, где закон Снеллиуса преломляет или полностью отражает его, и останавливается там, где скорость поперечных волн равна нулю. Лучевой параметр r·sin i/v постоянен вдоль луча, а наклон годографа равен этому параметру. Лучи рисуются до того места, куда волны дошли к текущему моменту; фронт соединяет их концы. Пять станций на окружности читают первые вступления; зона тени лежит между последним мантийным лучом и первым лучом через ядро.
Что попробовать
Пустите фронты и прочтите вступления на 30°, 60° и 90°, затем смотрите, как станция на 120° ждёт в тени. Переключитесь на S-волны — они кончаются у ядра; сделайте ядро твёрдым — они проходят.
Модель и её ограничения
Учебная пятислойная модель скоростей, не PREM; без обменных волн, поверхностных отражений и затухания; только лучи, без амплитуд. Времена вступлений и края тени — у этой модели.
Уравнения модуля
Уравнения dn/ds = −(∇v − (n·∇v)·n)/v p = r·sin i/v = const, dT/dΔ = p sin i_2/v_2 = sin i_1/v_1 R = (ρ_2·v_2 − ρ_1·v_1)/(ρ_2·v_2 + ρ_1·v_1)
