地震波的反射和折射: 斯奈爾定理
以上討論的是地震波在無限或半無限彈性介質中傳播的動力學特點。當地震波遇到地下的彈性分界面時，波的動力學特點會進壹步發生變化，對地震勘探來說，這有重要的實際意義。
同光線在非均勻介質中傳播相似，地震波在遇到彈性分界面時也會產生反射和透射。首先從平面波理論出發討論波的反射和透射。
1.斯奈爾(Snell)定律
假設界面R將空間分為上、下兩部分，上部縱波的傳播速度為v1，下部的速度為v2(圖1-14)。
平面波波前AB以α角投射到界面，當波前上的A點到達界面R上的A'點時，根據惠更斯原理，可以將界面上的A'點看作壹個新的震源，由該點產生壹個新擾動向介質四周傳播。當波前面上B'點經過Δt時間傳播到界面R上的Q點時，由A'點新震源發出的擾動在上部介質中亦以速度v1傳播了Δt時間，且在下部介質中按速度v2傳播了Δt時間。從圖中簡單的幾何關系可以看出，在上部介質中產生的新波前為QS，它同入射波波前A'B'
在同壹介質內，與波前QS對應的波稱為反射波;與此同時在下部介質中產生新波前面QT，稱為透射波。如果反射波波前面和透射波波前面與界面R的夾角分別為α'和β，則不難證明它們應滿足下列關系式
地震勘探
圖1-14 平面波的反射和透射
該式反映了彈性分界面上入射波、反射波和透射波的關系。如果定義α為入射角，α'為反射角，β為透射角，式(1-77)說明入射角等於反射角，而透射角則取決於上下介質的速度比。參數 稱為射線參數。式(1-77)就是著名的斯奈爾定律，或稱反射—透射定律。如果還有不同類型波(橫波)的反射和透射，斯奈爾定律(1-77)式還可以擴展為
地震勘探
式中:α1、β1分別表示縱波和橫波的反射角;α2、β2分別表示縱波和橫波的透射角。
在地震勘探中，把與入射波波型相同的反射波或透射波稱為同類波，反之稱轉換波(例如入射波為縱波，則有轉換反射橫波和轉換透射橫波)。斯奈爾定律可以用壹句話來表述:在界面上，入射波、反射波和折射波的射線參數p值相等。
2.臨界角入射
根據透射定律，當v2<v1時，透射角α2小於入射角α1;然而，當v2>v1時，情況就相反，α2甚至可達90° 這時透射波沿著界面傳播。定義α2=90°時的入射角為臨界角i，顯然
地震勘探
當入射角大於臨界角i時，因為sinα2不能大於1，所以用實數角度難以滿足斯奈爾定律，只有采用復數角(虛數)則可以，這時產生全反射。