声音,本质上是一种振动。物体受到敲打就会振动,从而发出声音,比如利用丝弦振动发声的弦乐器、琵琶和小提琴,利用棒的振动发声的木琴和风琴,利用薄板振动发声的锣和鼓,电话听筒中的金属片也是利用薄板发声的。
把一块石头扔进平静的水面,会出现一波波的涟漪,并以同心圆的形式向外扩展。仔细观察能够发现,水并没有随着水波扩散的方向前进,它只是在原位置上下或前后方向上来回摆动。声音也是以这种运动方式传播的。声音从一组分子传递到另一组分子,就像骨牌一样,当其中一个被推倒,推力就会传递下去,使后面的骨牌陆续倾倒。物体的密度越大,声音传播得越快,就像骨牌之间靠得越近,倾倒的速度就越快。因此,声音在固体中比在液体或气体中更易传递并且速度更快。
岩石是由一种或几种造岩矿物按一定方式结合而成的矿物天然集合体,是地球发展到一定阶段,经过各种地质作用后形成的坚硬产物便。不同的岩石具有不同的物理性质,地质学家们可以通过获取声音在岩石中传播的速度,推算出岩石的物理参数,进而识别岩石种类。
地下岩石中可以传播两类弹性波:一类是纵波,也称为压缩波或P波;另一类是横波,也称为剪切波或S波。当纵波在岩石中传播时,岩石沿着纵波传播的方向来回振动,即振动方向与波传播方向相同。当横波在岩石中传播时,岩石沿着与横波传播方向垂直的方向来回振动,即质点振动方向与波传播方向垂直。纵波和横波是在地下岩石内部传播,所以它们又被称为体波。