Snell's Law (réfraction sismique) Calculator

Formula first

Overview

La loi de Snell en sismologie décrit comment les ondes sismiques changent de direction et de vitesse lorsqu'elles passent entre des couches géologiques ayant des propriétés élastiques différentes. Cette relation est fondamentale pour déterminer les trajectoires des ondes P et des ondes S lorsqu'elles se réfractent à travers des limites telles que l'interface croûte-manteau.

Symbols

Variables

${\theta }_2$ = Refraction Angle, ${\theta }_1$ = Incidence Angle, $v_1$ = Velocity 1, $v_2$ = Velocity 2

Apply it well

When To Use

When to use: Utilisez cette équation lors du calcul de la trajectoire d'une onde sismique rencontrant une limite nette entre deux types ou couches de roches. Elle suppose que les couches sont isotropes et que la vitesse sismique est constante à l'intérieur de chaque couche.

Why it matters: Ce principe est la base des levés de réfraction sismique, qui permettent aux géologues de cartographier les structures du sous-sol pour l'exploration pétrolière et les projets d'ingénierie. Il est également utilisé pour localiser la profondeur de la discontinuité de Mohorovičić et d'autres couches internes de la Terre.

Avoid these traps

Common Mistakes

• Utiliser des degrés dans la calculatrice lorsque sin() attend des radians.
• Convertissez les unités et les échelles avant de substituer, surtout lorsque les entrées mélangent des °, km/s.
• Interprète la réponse avec son unité et son contexte ; un pourcentage, un taux, un rapport et une grandeur physique ne signifient pas la même chose.

One free problem

Practice Problem

Une onde P sismique traverse une couche de roche altérée (v1 = 2500 m/s) et atteint un socle calcaire (v2 = 4500 m/s) avec un angle d'incidence de 20°. Calculez l'angle de réfraction lorsque l'onde entre dans le calcaire.

Hint: Réorganisez la formule pour isoler sin(t2) en multipliant v2 par le rapport sin(t1) / v1.

The full worked solution stays in the interactive walkthrough.

Keep going

Related Formulas

References

Sources

1. An Introduction to Seismology, Earth Structure, and Earthquakes by Seth Stein and Michael Wysession
2. Fundamentals of Geophysics by William Lowrie
3. Wikipedia: Snell's Law
4. Britannica: Snell's law
5. Snell's law (Wikipedia article title)
6. Fundamentals of Physics by Halliday, Resnick, and Walker
7. Stein, S., & Wysession, M. (2003). An Introduction to Seismology, Earthquakes, and Earth Structure. Blackwell Publishing.
8. Lowrie, W. (2007). Fundamentals of Geophysics. Cambridge University Press.