贝切定律
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贝切定律
地球物理学家 Francis Birch 发现的贝切定律建立了压缩波速度 vp 与岩石和矿物的密度 ρ {displaystyle rho } 之间的线性关系
其中 M ¯ {displaystyle ,{bar {M}},} 是公式单位的平均原子质量，a ( x ) {displaystyle ,a(x),} 是由实验确定的经验函数。
例子
镁橄榄石（Mg2SiO4）的平均原子质量等于原子质量之和除以原子数
地幔中典型的氧化物和硅酸盐的值接近 20，而在地核中则接近 50。
应用
贝切定律适用于承受几十千兆帕压力的岩石，足以使大多数裂缝闭合。 它可以用于地球物理数据的讨论。 该定律用于通过使用地震波速度的变化及其与波所移动的材料密度变化的关系来形成地幔的成分和矿物学模型。贝切定律用于确定化学相似性 在地幔以及过渡带的不连续处。 伯奇定律也可用于计算由于材料密度增加而导致的速度增加。
缺点
先前假设速度-密度关系是恒定的。 也就是说，贝切定律在任何情况下都成立，但当你深入地幔观察时，由于过渡带附近压力增加，这种关系在地幔深处并不成立。 在贝切定律应用于过渡区以外的情况下，部分公式需要修改。 对于更高的压力状态，可能需要不同的定律来确定波速。
实验确定贝切定律
在对不同材料中的波进行研究时，注意到材料密度与穿过材料的 P 波速度之间的关系。
在实验中，将电压脉冲施加到连接到材料样品近端的极化钛酸钡陶瓷圆板（换能器）上。 增加的电压会在样品中产生振动。 这些振动通过样品传播到远端的第二个换能器。 然后将振动转换为电波，在示波器上观察电波以确定行进时间。 速度是由波的传播时间决定的阻尼器的xxx人。
材料密度与发现的速度之间的最终关系称为贝切定律。
岩石中压缩波的速度
下表显示了压力从 10 巴到 10,000 巴不等的不同岩石的速度。 它表示第二列中给出的密度变化如何与材料中移动的 P 波速度相关。 材料密度的增加会导致速度的增加，这可以使用伯奇定律来确定。