貝切定律

貝切定律（英文；Birch's law)，是美國地球物理學家弗朗西斯·貝切於1961年建立的。

基本介紹

• 中文名：貝切定律
• 外文名：Birch's law
• 創建人：弗朗西斯·貝切
• 創建時間：1961年

定義

貝切定律（英文；Birch's law)，是美國地球物理學家弗朗西斯·貝切於1961年建立的，指出在平均原子量為M_avg的岩石和礦物中，彈性波傳播速度v_p與密度成線性關係。其數學式為：

其中a(x)為某類函式，b為常數。

缺點

先前已假設速度 - 密度關係是恆定的。 也就是說，定律在任何情況下都會成立，但是當你深入了解地幔時，這種關係並不適用於你在過渡區（地球）附近的地幔深處看到的壓力增加。 在假設經過過渡區（地球）的情況下，可能需要修改解決方案。 在未來的情況下，可能需要其他規則來確定高壓下的速度。

例子

Mg2SiO的平均原子質量等於原子質量之和除以公式中的原子數：

地幔中的典型氧化物和矽酸鹽的值接近20，而地球核心的接近50。

通過實驗解決Birch定律

當對不同材料的波進行研究時，注意到材料密度與穿過材料的P波速度之間的關係。 在該實驗中，將電壓脈衝施加到極化鈦酸鋇陶瓷（換能器）的圓形板上，該圓形板附著在材料樣品的末端。 增加的電壓會在樣品中產生振動。 這些振動通過樣品傳播到另一端的第二個感測器。 然後將振動轉換成電波，在示波器上觀察以確定行程時間。 速度是由波浪的旅行時間決定的阻尼器的放射器。 由此產生的材料密度與發現的速度之間的關係稱為Birch定律。

套用

貝切定律所建立的彈性波速和材料密度的單一關係適用範圍較廣；不管由於晶體結構、壓力、成分或溫度所引起的變化，貝切定律都適用。有人用NaCl和KCl多晶做實驗，壓力高達17吉帕斯卡，NaCl體積壓縮達百分之40，KCl體積壓縮達百分之60的情況下，實驗數據顯示仍服從貝切定律。

參見

• Archie's定律
  
• Byerlee's定律