傳播速度是用來表述波的傳播快慢的物理量，表示在一給定瞬間和一給定空間的點上，場的一個給定特性在指定時間間隔內的位移矢量與該時間間隔的持續時間之比，當持續時間趨於零時的極限。
| 中文名稱 | 傳播速度 |
| 英文名稱 | propagation velocity |
| 定 義 | 對波的傳播而言，表示在一給定瞬間和一給定空間的點上，場的一個給定特性在指定時間間隔內的位移矢量與該時間間隔的持續時間之比，當持續時間趨於零時的極限。 |
| 套用學科 | 通信科技（一級學科），通信原理與基本技術（二級學科） |
基本介紹
- 中文名：傳播速度
- 外文名：propagation velocity
- 套用學科：通信科技，通信原理與基本技術
- 知識：國中
定義,分類,套用,
定義
對波的傳播而言，表示在一給定瞬間和一給定空間的點上，場的一個給定特性在指定時間間隔內的位移矢量與該時間間隔的持續時間之比，當持續時間趨於零時的極限。
分類
光波傳播速度
光（電磁波）在真空中的傳播速度。目前公認值為C=299 792 458 米/秒（精確值）
一般四捨五入為3x10⑻米/秒，是最重要的物理常數之一。
17世紀以前，天文學家和物理學家認為光速是無限大的，宇宙恆星發出的光都是瞬時到達地球。伽利略首先對此提出懷疑，他於1607年在兩山頂間做實驗測光速，由於光速太大而實驗裝置又太粗糙，未獲成功。1676年丹麥天文學家羅默，利用天文觀測，首次測量了光速。1849年法國科學家斐索在實驗室里，用巧妙的裝置首次在地面上成功地測出了光速。1973年美國標準局的埃文森採用雷射方法利用頻率和波和測定光速為（299792 485+1.2）米/秒。經1975年第15屆國際計量大會確認，上述光速作為國際推薦值使用。1983年第17屆國際計量大會上通過米的新定義為“真空”中光在1/299 792 458秒時間間隔內行程的長度。
這樣，光速已成為定義值，它的精確度為零。今後也無需再做精密測量了。而長度單位米、時間單位秒是通過這個定義值直接聯繫的。
狹義相對論的基本原理之一是光速不變原理。這與光速定義為一固定值是相一致的。不過迄今還有人仍在檢驗在更高的精確度下，光速究竟是否恆定。
除真空外，光能通過的物質叫做（光）介質，光在介質中傳播的速度小於在真空中傳播的速度，在水中的速度：2.25×10^8m/s光在玻璃中的速度：2.0×10^8m/s 光在冰中的速度：2.30×10^8m/s 光在空氣中的速度：3.0×10^8m/s 光在酒精中的速度：2.2×10^8m/s。
聲音傳播速度
聲音的傳播需要物質，物理學中把這樣的物質叫做介質。 聲音在不同的介質中的傳播速度： 真空 0m/s（也就是不能傳播） 空氣（15℃） 340m/s 空氣（25℃） 346m/s 軟木 500m/s 煤油（25℃） 1324m/s 蒸餾水（25℃） 1497m/s 海水（25℃） 1531m/s 銅（棒） 3750m/s 大理石 3810m/s 鋁（棒） 5000m/s 鐵（棒) 5200m/s 聲音在不同的物質中的傳播速度不同。
電磁波傳播速度
其速度等於光速c（3×10^8m/s）。在空間傳播的電磁波，距離最近的電場（磁場）強度方向相同，其量值最大兩點之間的距離，就是電磁波的波長λ，電磁每秒鐘變動的次數便是頻率f。三者之間的關係可通過公式c=λf。
套用
地震波波速介紹
像聲、光或水波一樣，地震波也可在一邊界上反射或折射，但和其他波不同的特點是，當地震波入射到地球內的一反射面時，例如一P波以一角度射向邊界面時，它不但分成一反射的P波和一折射的P波，還要產生一反射S波和折射S波，其原因是，在入射點邊界上的岩石不僅受擠壓，還受剪下。
換句話說，一入射P波產生4種轉換波。由一種波型到另一種波型的波型增殖也發生於SV波斜入射於內部邊界時，會產生反射和折射的P波和SV波。在這種情況下反射和折射的S波總是SV型，這是因為當入射的SV波到達時岩石質點在一與地面垂直的入射面里橫向運動。
相反，如果入射的S波是水平偏振的SH型，則質點在垂直於入射平面且平行於邊界面的方向上前後運動，在不連續界面上沒有擠壓或鉛垂方向的變形，這樣不會產生相應的新的P波和SV波，只有SH型的一個反射波和一折射波。
從物理圖像形象地分析，垂直入射的P波在反射界面上沒有剪下分量，只有反射的P波，根本沒有反射的SV波或SH波。以上討論的波型轉換的種種限制，在全面理解地面運動的複雜性和解釋地震圖中的地震波各種圖像時是至關重要的。
本書後面要討論到許多特殊的地震效應，它們都能用波的反射和折射完善地加以解釋。例如，考慮一S波從深部震源垂直向上傳播到地面。由於在地表入射和反射的波列疊加到一起，因此近地表處波的振幅將加倍，能量則變為4倍。這個預測與許多礦工的經驗是一致的，他們在許多情況下沒有意識到發生了一個強震。
1976年中國唐山破壞性地震就是這種情況。在井下工作的煤礦工人僅感到中等搖動，只是由於斷電他們才知道發生了問題。但當他們上到地表時，才驚恐地發現整個城市已變為廢墟；這次地震最終造成了24萬人喪失生命。
建築在較厚土壤上的，諸如在沿河流沖積河谷中的沉積物上的建築物，地震時易於遭受嚴重破壞，其原因也是波的放大和增強作用。當我們振動連在一起的兩個彈簧時，弱的彈簧將具有較大的振動幅度。類似地，當S波從地下深處傳上來時，穿過剛性較大的深部岩石到剛性較小的沖積物時，沖積河谷剛性小的軟弱岩石和土壤將使振幅增強4倍或更大，取決於波的頻率和沖積層的厚度。在1989年加利福尼亞的洛馬普瑞特地震時，建在砂上和沖填物上的舊金山濱海區的房屋比附近不遠建在堅固地基上相似的房屋破壞更大。
P波和S波的速度
1989年10月17日當洛馬普瑞特地震襲擊時，我在伯克利家中突然感到房屋搖動，我開始計時。10秒鐘後搖動突然變的特別厲害，這表示S波已經到達。P波總是首先從震源來到，因為它們沿同一路徑傳播時比S波速度快。利用波的這一特性，我可以計算出這個地震的震源在80多千米以外。
P波和S波的實際傳播速度取決於岩石的密度和內在的彈性。對線彈性物質而言，當波與運行方向無關時，波速僅取決於兩個彈性性質，稱為彈性模量：岩石的體積模量k和剪下模量μ。
當向岩石立方塊表面施加一均勻壓力時，其體積將減小，其單位體積的體積變化作為所需壓力大小的度量，稱為體積模量。當P波穿過地球內部傳播時發生的就是這種類型的變形；因為它只引起體積變化，所以在流體中也可以發生，與在固體中一樣。通常體積模量越大，P波的速度就越大。
第二種變形類型是，在向岩石立方塊體兩相對的面上施加方向相反的切向力時，這體積方塊將受剪下而變形，而沒有體積變化。同樣，圓柱狀岩心兩頭受大小相等方向相反力扭曲時也發生這種變形。岩石對剪下或扭曲應力的抵抗越大，其剛性就越大。S波通過剪下岩石而傳播，剪下模量給出其速度的量度。通常是剪下模量越大，S波速度就越大。
P波和S波速度的簡單公式在下面給出。這些表達式與已經提到的波的重要性質一致：因為流體的剪下模量是0，剪下波在水中的速度為0，因為兩個彈性模量總是正的，所以P波比S波傳播得快。
因為地球內部的強大壓力，岩石的密度隨深度增大。由於密度在P波和S波速度公式中的分母項上，表面看來，波速度應隨其在地球的深度增加而減小。然而體積模量和剪下模量隨深度而增加，而且比岩石密度增加得更快(但當岩石熔融時，其剪下模量下降至0)。這樣，在我們的地球內部P和S地震波速一般是隨深度而增加的，在第6章中將進一步討論。
雖然某一給定岩石彈性模量是常數，但在一些地質環境裡岩石不同方向上的性質可以顯著變化。這種情況叫各向異性，這時，P波和S波向不同方位傳播時具有不同速度。通過這種各向異性性質的探測，可以提供有關地球內部地質狀況的信息，這是當今廣泛研究的問題。但在以下的討論中將限制在各向同性的情況，絕大多數地震運動屬於這種情況。
彈性模量和波速
均質各向同性的固體可由兩個常數： k和μ來描述其彈性，兩常數都可表示為單位面積的力。
k是體積模量，表示不可壓縮性。
花崗岩：k約為27×1010達因/厘米2；
水：k約為2×1010達因/厘米2。
μ是剪下模量，表示其剛性。
花崗岩：μ約為1.6×1010達因/厘米2；
水：μ為0。
密度為ρ的彈性固體內，可以傳播兩種彈性波。
P波，速度vP =√(k+3/4μ)/ρ。
花崗岩： vP=5.5千米/秒；
水： vP=1.5千米/秒。
S波，速度vS=√μ/ρ。
花崗岩：vS=3.0千米/秒；
水： vS=0千米/秒。
