Екзаменаційний білет № 1

1. Прикладна гравіметрія як метод геофізики. Зв’язок з іншими дисциплінами.

Гравіметрія – це наука, яка вивчає розподіл сили тяжіння та її похідних на поверхні Землі або поблизу неї. Використовується при пошуках та розвідці, вивченні глибинної будови зк, глибинне геологічне картування, вивчення фігури землі (геодезична гравіметрія), вирішення задач сучасної геодинаміки, вирішення задач інженерної геофізики і археології. Від інших методів розвідувальної геофізики гравірозвідка відрізняється порівняно великою продуктивністю польових спостережень і можливістю вивчати горизонтальну (латеральну) неоднорідність Землі. Гравірозвідка застосовується для вирішення всіляких геологічних завдань з глибинністю досліджень від декількох метрів (наприклад, при розвідці околиць гірничих виробок) до 200 кілометрів (наприклад, при вивченні мантії).

2. Пряма і обернена задачі гравіметрії. Їх головні риси.

Знаходження аномалій сили тяжіння і других похідних потенціалу від тіл відомої форми, глибини залягання, розміру і щільності носить назву прямої задачі гравірозвідки. Позиціонування, форми, глибини залягання, розмірів і щільності тіл по відомим аномалій або других похідних потенціалу сили тяжіння називається зворотною завданням гравірозвідки.

3. Динамічні методи вимірювання прискорення сили тяжіння.

а) Найбільш використовуваний динамічний метод - маятниковий. Для абстрактного об'єкта - математичного маятника - період коливань

де l- довжина маятника, g- прискорення сили тяжіння,альфа - максимальне значення кута відхилення маятника від вертикалі. Ця формула залишається справедливою і для реального об'єкта - фізичного маятника, якщо в якості взяти так звану наведену довжину де J- момент інерції маятника, m- маса, a - відстань від центру ваги до осі обертання. При малих α формула для періоду приймає вигляд Точність періоду зростає при збільшенні часу спостереження за коливаннями маятника. Для абсолютних вимірювань прискорення сили тяжіння необхідно вимірювати довжину маятника. Знаючи g₀ і на вихідній точці, а також на i-тій точці, можна виконати відносні вимірювання в двох точках: за формулою тобто у відносних вимірах довжину визначати не треба.

Хоча маятників прилади і схильні до дії температури, вологості та інших факторів, вони характеризуються дуже повільним і плавним сповзанням нуль-пункту (зміною залежності показань в одній і тій же точці від часу, викликаним старінням системи). При вимірах маятниковими приладами в русі, наприклад, при морських зйомках, вплив хитавиці можна істотно знизити, якщо застосовувати кілька маятників, закріплених на одній підставі. У цьому випадку їх коливання зазвичай зводять до коливань одного емпіричного маятника, використовуючи складний математичний апарат.Похибка абсолютних вимірювань прискорення сили тяжіння маятниковими приладами можна довести до 1 - 3 мГал, а відносних - при наземних дослідженнях - до 0.1 мГал, при морських зйомках - до 5 - 10 мГал.

б) Визначення абсолютного значення прискорення сили тяжіння можна проводити методом вільного падіння, коли вимірюється час вільного падіння тіла і відстань, пройдену тілом. Вимірювання відрізняються великою трудомісткістю і виконуються на обсерваторіях, де точність у визначенні g можна довести до 0,01 мГал.

в) В даний час відомі методи абсолютних і відносних вимірів сили тяжіння, засновані на вивченні коливань струн. У них вимірюється частота коливань струни, її довжина і маса. У результаті можна розрахувати g або Δg.