地震時(shí)，為什么室內(nèi)吊燈與平板電視機(jī)的搖擺方向可能會(huì)不同呢？

 

　 有朋友告訴我，有一次他在室內(nèi)感覺到強(qiáng)烈地震動(dòng)，看到吊燈沿著東南—西北方向擺動(dòng)，而沿著東墻安置的電視柜上放著的平板電視機(jī)在前后（東西向）搖擺。他問我，面對(duì)這樣矛盾的證據(jù)，應(yīng)相信哪一個(gè)？該如何判斷當(dāng)時(shí)地面水平振動(dòng)方向？ 

　 我覺得，房間里各種物體的搖擺方向不僅與地面水平振動(dòng)方向有關(guān)，有的還會(huì)受自身的自由度制約。例如，吊燈不受其他因素制約，可隨著地震動(dòng)沿任何方向搖擺，而平板電視機(jī)矩形面積很大，且水平向很長(zhǎng)，卻又很薄，只能在平板的垂直方向搖擺，也就是說(shuō)，它的搖擺只有一個(gè)自由度。我的朋友觀察到的吊燈與平板電視機(jī)的擺動(dòng)方向都是客觀的，真實(shí)的，只是含義不同。吊燈的擺動(dòng)方向反映了地面水平振動(dòng)方向，而這臺(tái)平板電視機(jī)的搖擺受它的自由度制約，是地面水平振動(dòng)的東西向分量。  

　 其實(shí)，裝備三分向地震儀的地震臺(tái)的兩個(gè)水平向拾震器是相同的，都只有一個(gè)振動(dòng)自由度，不同的分別把底座安裝得只能記錄東西向或南北向地面振動(dòng)。獲得兩個(gè)水平分向的地震波記錄后，可以將它們的初動(dòng)經(jīng)矢量合成求得初動(dòng)的水平分量，再與初動(dòng)垂直分量做矢量合成可求得出射的空間初動(dòng)矢量，包括初動(dòng)的空間方向與振幅。在上面這個(gè)例子里，平板電視機(jī)就好比一個(gè)最簡(jiǎn)易的反映東西向水平振動(dòng)的宏觀拾震器。如果在這個(gè)房間里沿南墻再添一個(gè)電視柜，上面放一臺(tái)同樣的平板電視機(jī)，并且能清楚地觀測(cè)到這兩臺(tái)平板電視機(jī)的初始搖擺方向和振幅，那也可矢量合成求出地面水平初動(dòng)方向和振幅。 

　 總之，遇到地震想根據(jù)物體的振動(dòng)方向來(lái)判斷地面的振動(dòng)方向，必須考慮該物體的自由度。最簡(jiǎn)單的辦法是專找不受制約，可以全方位振動(dòng)的物體。如上面這個(gè)問題中直接依靠吊燈的搖擺判斷地面水平振動(dòng)方向是靠譜的。對(duì)于平板電視機(jī)、大立柜等自由度受限的物體的振動(dòng)方向在認(rèn)真分析它是哪個(gè)方向的分量后，結(jié)合其他證據(jù)綜合判斷時(shí)也是有用的。