分類: 物理 常識(shí)詞典 編輯 : 常識(shí) 發(fā)布 : 11-08

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地球上的任何物質(zhì)，均受地球的吸引力與因地球自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，這兩個(gè)力的合力稱為重力。因地球是赤道較凸，兩極較扁的球體，地表重力值在赤道比在兩極略小。

1687年英國數(shù)學(xué)家牛頓（Isaac Newton, 1643-1727）提出萬有引力定律，認(rèn)為地表重力與天體運(yùn)動(dòng)是相同的自然定律。重力測(cè)量可分為絕對(duì)重力測(cè)量和相對(duì)重力測(cè)量。絕對(duì)重力測(cè)量是利用儀器裝置，測(cè)出某一固定點(diǎn)的絕對(duì)重力值。早期是利用單擺或復(fù)擺等實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行觀測(cè)。只要量測(cè)出擺繩的長(zhǎng)度和單擺的周期，就可以計(jì)算出絕對(duì)重力值，復(fù)擺可以測(cè)得較準(zhǔn)確的絕對(duì)重力值。世界第一個(gè)絕對(duì)重力基準(zhǔn)點(diǎn)位於德國波茨坦（Potsdam），就是利用復(fù)擺測(cè)得該基準(zhǔn)點(diǎn)的絕對(duì)重力值?，F(xiàn)代絕對(duì)重力測(cè)量是利用自由落體的原理，在真空的管狀容器里，物體自頂端自由落下，精密量測(cè)出物體落下的時(shí)間及位移，就可以求得絕對(duì)重力值。

相對(duì)重力測(cè)量則是利用重力儀量測(cè)兩點(diǎn)間的重力差值，若已知其中一點(diǎn)的絕對(duì)重力值，則另一點(diǎn)的絕對(duì)重力值就可以求得。重力儀的內(nèi)部構(gòu)造類似長(zhǎng)周期地震儀，是以振動(dòng)周期較長(zhǎng)的彈簧懸掛一重物，當(dāng)重力改變，彈簧的長(zhǎng)度就跟著改變，這個(gè)改變量經(jīng)光學(xué)與機(jī)械放大作用，就可測(cè)得兩點(diǎn)間的相對(duì)重力值。重力儀內(nèi)部最重要的零件是零長(zhǎng)彈簧，這種特殊彈簧的作用力與其長(zhǎng)度成比例，而不是與彈簧的伸長(zhǎng)量成比例，重力儀選用周期較長(zhǎng)的零長(zhǎng)彈簧來懸掛重物，將可提高儀器的靈敏度。目前最先進(jìn)的重力儀是全自動(dòng)化且自動(dòng)水平的可攜式電子重力儀。

超導(dǎo)重力儀是利用某些金屬的超導(dǎo)性質(zhì)，以及在超導(dǎo)體表面形成電流而產(chǎn)生抗拒外磁場(chǎng)磁矩所設(shè)計(jì)而成，可以用來量測(cè)因地潮、地震、自由振動(dòng)及極移運(yùn)動(dòng)等引起的重力微小變化。

臺(tái)灣最早的重力測(cè)量是1937年（昭和12年）建立的13個(gè)絕對(duì)重力基點(diǎn)。1945年後，中國石油公司（今臺(tái)灣中油公司）為了探勘臺(tái)灣的油氣資源，在臺(tái)灣西部平原和麓山帶進(jìn)行全面性的重力普測(cè)。1962年美軍遠(yuǎn)東測(cè)繪局利用相對(duì)重力測(cè)量方式，將絕對(duì)重力值從東京國際重力基點(diǎn)引建到臺(tái)北的松山機(jī)場(chǎng)。1985年美國木洞海洋研究所（Woods Hole Oceanographic Institution），將位於松山機(jī)場(chǎng)的國際重力基點(diǎn)與1971國際重力基準(zhǔn)網(wǎng)（International Gravity Standardization Net 1971, IGSN-71）進(jìn)行聯(lián)測(cè)。1980年起中央研究院地球科學(xué)研究所為研究臺(tái)灣地區(qū)地殼及上部地函構(gòu)造，進(jìn)行全臺(tái)重力普測(cè)，共觀測(cè)603個(gè)點(diǎn)。2005年，內(nèi)政部地政司於新竹十八尖山設(shè)立國家重力基準(zhǔn)站，站內(nèi)設(shè)置FG-5絕對(duì)重力儀、SG超導(dǎo)重力儀及EG相對(duì)重力儀，進(jìn)行重連續(xù)觀測(cè)及重力儀校正的工作。內(nèi)政部地政司也陸續(xù)進(jìn)行海上及空中的重力測(cè)量。

中文關(guān)鍵字：零長(zhǎng)彈簧 , 大地水準(zhǔn)面 , 超導(dǎo)重力儀 , 大地均衡

英文關(guān)鍵字zero-length spring , geoid , super-conductivity gravimeter , isostasy

參考資料

Lowrie, W. 1997. Fundamentals of Geophysics. Cambridge: Cambridge University Press.Fowler, C. M. R. 1990. The Solid Earth, Cambridge: Cambridge University Press.王乾盈。2006?！痘A(chǔ)地球科學(xué)》。臺(tái)北：全華科技。曾華霖。2005?！吨亓?chǎng)與重力勘探》。北京：地質(zhì)出版社。 USGS Earthquake Hazards Program。earthquak/。

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