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<p>這些圖片就像是地球物理學家的藏寶圖，帶我們一步步解開大地的謎團。接下來，老師會帶大家看懂這些圖，你會發現，原來地球物理學也可以這麼有趣！</p>
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<h2>第一站：認識我們的震波主角！</h2>
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<p>首先，我們來認識一下地震波這個大家族。想像一下，你在水池中央丟一顆石頭，水面上會產生一圈圈的漣漪，對吧？地震波就像是地球內部的漣漪，只是它更複雜，跑得更快！</p>
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<p>主要分成兩大家族：</p>
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<ul>
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<li><strong>體波 (Body Waves)</strong>：他們是急先鋒，喜歡在地球「身體」內部到处跑。</li>
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<li><strong>表面波 (Surface Waves)</strong>：他們是跟屁蟲，主要沿著地球表面傳播，也是造成建築物搖晃的元凶！</li>
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</ul>
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<p>讓我們來看看第一張圖：</p>
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<img src="1000030020.jpg" alt="不同種類的地震波示意圖">
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<p>這張圖很清楚地畫出了不同地震波的「舞步」。</p>
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<h3>體波 (Body Waves)</h3>
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<ul>
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<li><strong>P波 (Compressional Wave - 壓縮波)</strong>：他是速度最快的，像個急驚風！他的傳播方式是「前後壓縮」，就像彈簧一樣。想像一下捷運上人擠人，後面的人一推，力量就一波波往前傳，這就是P波。所以地震發生時，你最先感覺到上下跳動一下，通常就是P波老大駕到！</li>
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<li><strong>S波 (Shear Wave - 剪切波)</strong>：他跑得比P波慢，是個優雅的舞者。他的舞步是「左右搖擺」，像繩子甩動一樣，上下或左右晃動。這種搖晃對建築物的破壞力很強！</li>
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</ul>
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<h3>表面波 (Surface Waves)</h3>
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<ul>
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<li><strong>洛夫波 (Love Wave)</strong>：他跟S波有點像，也是左右晃動，但只在水平面上移動，像蛇一樣在地面上扭來扭去。</li>
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<li><strong>雷利波 (Rayleigh Wave)</strong>：他是最慢的，但也是最複雜的破壊王！他的舞步是「橢圓形滾動」，就像海浪一樣，讓地面上下前後滾動。你感覺到地面像在坐船一樣搖晃，就是雷利波的傑作。</li>
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</ul>
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<div class="note">
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<p><strong>重點筆記</strong>：P波最快，S波次之，表面波最慢。造成災害的主要是表面波！</p>
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</div>
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<h2>第二站：科學家如何「聽」地球的聲音？</h2>
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<p>我們不可能鑽到地心去探險，那要怎麼知道地底下的祕密呢？很簡單，我們在地面上擺放很多超級敏感的「耳朵」——<strong>接收器 (Receivers)</strong>，來接收地震波的訊號。</p>
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<img src="1000030022.jpg" alt="震源與接收器設置示意圖">
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<p>這張圖就是我們進行地球物理探勘的基本設置。我們會用一個<strong>震源 (Source)</strong>，比如用可控的炸藥或重錘，在地面上「敲」一下，製造出人造的微小地震。然後，在不同距離擺上一排<strong>接收器</strong>，去記錄不同種類的地震波什麼時候抵達。</p>
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<p>這就像什麼呢？想像一下，你在起點鳴槍，不同跑者（P波、S波、表面波）用不同的速度往前跑，我們在沿途設置好幾個碼錶（接收器），記錄他們分別在何時通過。有了這些時間紀錄，我們就能反推出跑道的狀況（地底下的構造）！</p>
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<h2>第三站：解讀地震波的「到貨通知單」</h2>
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<p>接收器收到的訊號，畫出來就叫做<strong>地震圖 (Seismic Trace)</strong>。讓我們來看看這張圖：</p>
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<img src="1000030030.jpg" alt="單一接收器記錄到的地震圖">
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<p>這張圖分成兩部分：(a) 部分畫出了震源和接收器的位置以及波的傳播路徑，(b) 部分就是這個接收器記錄到的地震圖。Y軸是<strong>傳播時間 (Travel Time)</strong>。</p>
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<p>讓我們像看快遞APP一樣來解讀這個「到貨通知單」：</p>
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<ol>
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<li><strong>最先抵達 (叮咚！P波到了！)</strong>：P波速度最快，所以最先被記錄到。它的振幅（搖晃的幅度）通常比較小。</li>
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<li><strong>接著抵達 (叮咚！S波到了！)</strong>：S波緊隨其後，振幅通常比P波大一些。</li>
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<li><strong>最後的重量級包裹 (表面波登場！)</strong>：表面波（洛夫波和雷利波）走得最慢，所以最後才到。但你看他��振幅，是不是又大又持久？這就是為什麼地表搖晃最厲害的時候，通常是表面波造成的。</li>
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</ol>
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<p>你還注意到表面波有個特點叫 <strong>"Dispersed" (頻散)</strong> 嗎？這意思是，不同頻率（可以想像成不同波長的波）的表面波，跑的速度還不一樣！通常低頻的跑得快，高頻的跑得慢。所以訊號會被拉得很長，像漂亮的紡錘形。</p>
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<h2>第四站：從點到線，看穿地底結構！</h2>
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<p>如果我們只放一個接收器，得到的資訊很有限。所以，地球物理學家會沿著一條測線，擺放好幾個，甚至成千上萬個接收器！把所有接收器的紀錄，按照跟震源的距離排排站，就得到下面這張超酷的圖：</p>
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<img src="1000030034.jpg" alt="多個接收器的地震紀錄排列圖">
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<p>這張圖的X軸是<strong>與震源的距離 (Distance)</strong>，Y軸是<strong>傳播時間 (Travel Time)</strong>。每一條垂直的線，都代表一個接收器的紀錄。</p>
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| 121 |
<p>你發現了什麼規律嗎？</p>
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</ul>
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| 127 |
<p>透過分析這些線的斜率、形狀，科學家就能反推出地底下不同深度的岩層速度、厚度，甚至判斷那裡可能是什麼樣的岩石或地質構造。這就是我們不用鑽井，也能「看」透地球的方式！</p>
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<h2>總結與展望</h2>
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<p>今天我們從認識P波、S
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<p>這就是控制震源的地震學 (Controlled Source Seismology) 的迷人之處！它不僅能幫助我們了解地球的結構，在石油探勘、工程地質、災害評估等領域也扮演著超級重要的角色。</p>
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<p>希望今天的課程能打開你對地球科學的興趣！我們腳下的這片土地，遠比我們想像的還要動感和精彩。</p>
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<p>這些圖片就像是地球物理學家的藏寶圖，帶我們一步步解開大地的謎團。接下來，老師會帶大家看懂這些圖，你會發現，原來地球物理學也可以這麼有趣！</p>
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<h2>第一站：認識我們的震波主角！</h2>
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<img src="1000030020.jpg" alt="不同種類的地震波示意圖">
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<h2>第四站：從點到線，看穿地底結構！</h2>
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<img src="1000030034.jpg" alt="多個接收器的地震紀錄排列圖">
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<p>這張圖的X軸是<strong>與震源的距離 (Distance)</strong>，Y軸是<strong>傳播時間 (Travel Time)</strong>。每一條垂直的線，都代表一個接收器的紀錄。</p>
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<p>你發現了什麼規律嗎？</p>
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</ul>
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<p>透過分析這些線的斜率、形狀，科學家就能反推出地底下不同深度的岩層速度、厚度，甚至判斷那裡可能是什麼樣的岩石或地質構造。這就是我們不用鑽井，也能「看」透地球的方式！</p>
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<h2>第五站：從斜率到速度——解鎖地下的祕密</h2>
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<p>在上一站，我們提到P波的線最「陡」，代表速度最快。現在，我們要把它變成一個精確的數學公式！這也是地球物理學家最核心的技能之一。</p>
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<p>請看下面這張圖，它完美地解釋了這一切：</p>
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<img src="1000030038.jpg" alt="走時曲線的斜率與速度關係圖">
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<p>這張圖告訴我們一個非常重要的關係：</p>
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<li>圖 (a) 定義了什麼是「斜率 (Slope)」。在我們的時間(T) vs. 距離(X)圖上，斜率就是**時間差 (ΔT) 除以 距離差 (ΔX)**。</li>
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<li>圖 (b) 則展示了P波、S波和R波的斜率。你會發現，它們的斜率都等於 **1 / 速度 (V)**。</li>
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</ol>
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<p>為什麼呢？這很直觀：</p>
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<ul>
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<li>速度的定義是：`速度 (V) = 距離 (X) / 時間 (T)`</li>
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<li>斜率的定義是：`斜率 (Slope) = 時間 (T) / 距離 (X)`</li>
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</ul>
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<p>看到了嗎？**斜率正好是速度的倒數！**</p>
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<div class="formula">
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<p>速度 (V) = 1 / 斜率 (Slope)</p>
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<p>或寫成 V = 1 / (dT/dX)</p>
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</div>
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<p>所以，我們只要在時間-距離圖上，量測出P波那條直線的斜率，然後把它「倒過來」（取倒數），就能精確計算出P波在地層中的傳播速度了！這是不是很神奇？</p>
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<h3>進階探險：當地震波遇到不同岩層</h3>
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<p>地球內部當然不是均勻的，而是由一層一層不同的岩石構成。當地震波從一個地層，傳到另一個速度更快的地層時，會發生什麼事呢？就像光線從空氣射進水中會彎曲一樣，地震波也會發生**折射 (Refraction)**。</p>
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<img src="1000030041.jpg" alt="地震波在兩層介質中的折射示意圖">
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<p>這張圖展示了一個非常重要的現象：</p>
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<ul>
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<li>我們有一個速度比較慢的上層 ($V_1$) 和一個速度比較快的下層 ($V_2$)。</li>
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<li>地震波能量有兩條路可以跑到遠方的接收器：
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<ol>
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<li><strong>直達波 (Direct Wave)</strong>：沿著地表，直接在上層 $V_1$ 中傳播。這是最短的路徑。</li>
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<li><strong>折射波 (Refracted Wave)</strong>：先鑽到下層，沿著兩個地層的交界面，在飛快的 $V_2$ 層中「飆車」，然後再傳回地表。</li>
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</ol>
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</li>
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</ul>
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<p>你可能會想，折射波的路徑比較長，為什麼要理它？關鍵就在於，雖然路徑長，但它有一段是在高速公路（$V_2$層）上跑的！因此，**當接收器離震源足夠遠的時候，走「折射」這條路的波，反而會比走「直達」的波更早抵達！**</p>
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<p>地球物理學家就是利用這個「誰先抵達」的比賽，以及它們各自的速度（可以從斜率算出），來反推出地底下岩層的深度和速度。這就是**地震折射法**的精髓！</p>
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<h2>總結與展望</h2>
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<p>今天我們從認識P波、S波、表面波這��基本角色開始，了解了它們各自獨特的「舞步」。然後我們學習了科學家如何像佈署偵探一樣，設置震源和接收器來收集訊號。我們還學會了如何解讀地震圖，並從中找出規律。</p>
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<p>更厲害的是，我們今天解鎖了新技能：如何**從走時圖的斜率精確計算出波速**，並且了解了當地震波遇到不同介質時會發生「折射」，科學家可以利用這個現象來探測更深層的地下結構。</p>
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<p>這就是控制震源的地震學 (Controlled Source Seismology) 的迷人之處！它不僅能幫助我們了解地球的結構，在石油探勘、工程地質、災害評估等領域也扮演著超級重要的角色。</p>
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<p>希望今天的課程能打開你對地球科學的興趣！我們腳下的這片土地，遠比我們想像的還要動感和精彩。</p>
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