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第四节 场论初步

第四节 场论初步. 一、场的概念 二、梯度场 三、散度场 四、旋度场 五、管量场与有势场. 一、场的概念. 若对全空间,或其中某一区域. 中一点. 都有一个数量(或向量)与之对应,则称在. 上给定了一个 数量场 (或 向量场 ). 常见的数量场有温度场和密度场;常见的向量场有重力场和速度场. 设 L 为向量场中一条曲线 . 若 L 上每点 M 处的切. 线方向都与向量函数 A 在该点的方向一致,即. 则称曲线 L 为向量场 A 的向量场线. 二、梯度场.

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第四节 场论初步

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Presentation Transcript


  1. 第四节 场论初步 一、场的概念 二、梯度场 三、散度场 四、旋度场 五、管量场与有势场

  2. 一、场的概念 若对全空间,或其中某一区域 中一点 都有一个数量(或向量)与之对应,则称在 上给定了一个数量场(或向量场). 常见的数量场有温度场和密度场;常见的向量场有重力场和速度场.

  3. 设 L 为向量场中一条曲线. 若L上每点 M 处的切 线方向都与向量函数A在该点的方向一致,即 则称曲线 L 为向量场 A 的向量场线.

  4. 二、梯度场 设数量函数 则向量函数 称为梯度. 几何意义:等值面的法线方向. 其中 梯度

  5. 性质 (1) 若 是数量函数,则 若 是数量函数,则 (2) 特别地有 若 (3) 则 若 则 (4) 若 (5) 则

  6. 三、散度场 设 为空间区域 V 上的向量函数,对 V 上每一点 定义数量函数 称它为向量函数 A 在 处的散度.记作

  7. 由向量场 A 的散度 所构成的数量场,称为散度场. 性质 若 (1) 是向量函数,则 若 (2) 是数量函数,F是向量函数,则 若 (3) 是一数量函数,则

  8. ,“ ” 算符 的内积 常记作 称为 拉普拉斯(Laplace)算子.

  9. 四、旋度场 设空间区域 V 上的向量函数 定义向量函数 对V上每一点 处的旋度,记作 向量函数A在

  10. 单位切向量 的切向量 弧长元素向量 斯托克斯公式的向量表示 性质: 与坐标系的选择无关 所定义的 旋度场:由向量函数 A 的旋度 向量场.

  11. A 的旋度 基本性质 若 (1) 是向量函数,则 若 (2) 是数量函数,A是向量函数,则

  12. 是数量函数,A是向量函数,则 (3)

  13. 五、管量场与有势场 管量场: 散度恒为零的向量场 ,即 有势场: 旋度恒为零的向量场 ,即 调和场: 既是管理场又是有势场的向量场

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