标量场,矢量场,散度,旋度
基础观点:矢量场。
假设有一个三维空间,显然空间的每一个点都能用坐标(x, y, z)唯一地标识出来。要是给空间的每一个点都授予一个数字,那么整个空间就充实了数字。此时,这个充实数字的三维空间在数学上就叫做'场'。
上述的场叫做标量场,由于单纯的一个数字叫做'标量(scalar)'。倘若我们给空间的每一个点都授予一个矢量(vector),即一个既有巨细,又有倾向的器械,那么整个空间就形成充实了矢量,这个空间就叫做矢量场。
矢量场中的每一点都对应于一个矢量,而矢量可能遵照法则举行种种运算,比如加、减和乘等(数学上没有矢量的除法)。
显然,我们可以对整个矢量场中的每一个矢量同时举行某种运算,比如同时将它们乘以一个数,或加上一个数等。但是我们可以对整个矢量场举行一些更庞杂的运算,此中散度便是此中一种。
三维空间中的一个矢量可以沿x、y和z倾向分化,现假设空间的某一点被授予的矢量可能沿着这3个倾向分化为巨细为P、Q和R的三个分量,表现为(P,Q,R)。注意,由于空间中每个点被授予的矢量平常来说是分别的,因此P、Q和R的巨细在空间的分别的点平常有分别的值,也便是说P、Q和R中每一个都是x、y和z的函数。
对三维矢量场来说,我们可以对此中一个点的矢量,假设为(P,Q,R)举行以下操纵:
1、求出dP/dx+dQ/dy+dR/dz的值,此中dP/dx表现求P对x的一阶偏导数,另外相似;
2、将这个值授予这个点
对整个矢量场的每个点均举行以上运算,就即是给整个三维空间的每个点都授予了一个值,于是我们就得出了一个新的标量场,这个标量场就叫做原来的矢量场的散度(divergence),这种运算就叫做'对矢量场取散度'。
除了散度运算以外,我们还可以对矢量场举行其余的运算,比如旋度运算(curl)。
跟散度运算分别,旋度运算的结局不是标量场,而是另一个矢量场。
而涡度便是一个速率场的旋度,显然涡度是一个矢量场的一个类别。
直角坐标系中散度、旋度和梯度的表现式
基础观点:矢量场。
假设有一个三维空间,显然空间的每一个点都能用坐标(x, y, z)唯一地标识出来。要是给空间的每一个点都授予一个数字,那么整个空间就充实了数字。此时,这个充实数字的三维空间在数学上就叫做'场'。
上述的场叫做标量场,由于单纯的一个数字叫做'标量(scalar)'。倘若我们给空间的每一个点都授予一个矢量(vector),即一个既有巨细,又有倾向的器械,那么整个空间就形成充实了矢量,这个空间就叫做矢量场。
矢量场中的每一点都对应于一个矢量,而矢量可能遵照法则举行种种运算,比如加、减和乘等(数学上没有矢量的除法)。
显然,我们可以对整个矢量场中的每一个矢量同时举行某种运算,比如同时将它们乘以一个数,或加上一个数等。但是我们可以对整个矢量场举行一些更庞杂的运算,此中散度便是此中一种。
三维空间中的一个矢量可以沿x、y和z倾向分化,现假设空间的某一点被授予的矢量可能沿着这3个倾向分化为巨细为P、Q和R的三个分量,表现为(P,Q,R)。注意,由于空间中每个点被授予的矢量平常来说是分别的,因此P、Q和R的巨细在空间的分别的点平常有分别的值,也便是说P、Q和R中每一个都是x、y和z的函数。
对三维矢量场来说,我们可以对此中一个点的矢量,假设为(P,Q,R)举行以下操纵:
1、求出dP/dx+dQ/dy+dR/dz的值,此中dP/dx表现求P对x的一阶偏导数,另外相似;
2、将这个值授予这个点
对整个矢量场的每个点均举行以上运算,就即是给整个三维空间的每个点都授予了一个值,于是我们就得出了一个新的标量场,这个标量场就叫做原来的矢量场的散度(divergence),这种运算就叫做'对矢量场取散度'。
除了散度运算以外,我们还可以对矢量场举行其余的运算,比如旋度运算(curl)。
跟散度运算分别,旋度运算的结局不是标量场,而是另一个矢量场。
而涡度便是一个速率场的旋度,显然涡度是一个矢量场的一个类别。
直角坐标系中散度、旋度和梯度的表现式
