旋度的物理意义(旋度的物理意义 散度和旋度的物理意义)

7296 宦新柔

  旋度的物理意义是设想将闭合曲线缩小到其内某一点附近,那么以闭合曲线L为界的面积也将逐渐减小。一般说来,这两者的比值有一***值,即记作单位面积平均环流的***。它与闭合曲线的形状无关,但显然依赖于以闭...,以下是对"旋度的物理意义"的详细解答!

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旋度的物理意义 散度和旋度的物理意义

  旋度的物理意义是设想将闭合曲线缩小到其内某一点附近,那么以闭合曲线L为界的面积也将逐渐减小。一般说来,这两者的比值有一***值,即记作单位面积平均环流的***。它与闭合曲线的形状无关,但显然依赖于以闭合曲线为界的面积法线方向且通常L的正方向与规定要构成右手螺旋法则。

  旋度是向量分析中的一个向量算子,可以表示三维向量场对某一点附近的微元造成的旋转程度。这个向量提供了向量场在这一点的旋转性质。旋度向量的方向表示向量场在这一点附近旋转度最大的环量的旋转轴,它和向量旋转的方向满足右手定则。旋度向量的大小则是绕着这个旋转轴旋转的环量与旋转路径围成的面元的面积之比。举例来说,假设一台滚筒洗衣机运行的时候,从前方看来,内部的水流是逆时针旋转,那么中心水流速度向量场的旋度就是朝前方向外的向量。

  旋度与闭合曲线的形状无关,但显然依赖于以闭合曲线为界的面积法线方向且通常L的正方向与规定要构成右手螺旋法则。

  旋度的重要性在于,可用通过研究表征矢量在某点附近各方向上环流强弱的程度,进而得到其单位面积平均环流的***的大小程度。磁场是有旋场,静电场是无旋场。

旋度公式的物理意义

如何旋度公式 的理解 书 知乎

旋度是向量分析中的一个向量算子,可以表示三维向量场对某一点附近的微元造成的旋转程度。 这个向量提供了向量场在这一点的旋转性质。

旋度的例子

下面是两个简单的例子,用以说明旋度的直观意义。第一个例子是向量场 (如图1):直观上,可以看出向量场是表示一个向顺时针方向旋转的趋势。假如在图中放一个点,它会被向量场“推动”,沿顺时针方向绕圈运动。根据右手定则,旋度的方向应该是朝向页面内。按照右手系座标的方向,旋度的方向是 轴的负方向。经过计算可以得出,向量场的旋度为和直观的推断相符合。以上的计算表明,对于该矢量场,旋度是一个恒定的量,也就是说,每一点上旋转的程度都是一样的。旋度图象为图2:第二个例子是向量场 (如右图3):向量场的作用是向下,越是靠近两侧,向下的趋势越显著。假想这个向量场是一个力场,一块薄板水平放在图的右边,那么由于更靠右的地方受到向下的力更大,薄板会顺时针转动。类似地,如果将薄板水平放在图的左边,则会逆时针转动。所以的旋转作用是右侧顺时针、左侧逆时针,而且越偏离中心,作用越大。按照右手定则,旋度应该是右侧朝 轴负方向(指向页面内),左侧朝 轴正方向(指向页面外)。实际的计算可以得到:所以 时是朝 轴负方向, 时是朝 轴正方向,和直观推断相符合。

求解旋度基本公式的证明(拉普拉斯算子)

wenku.baidu/view/0ac68f0fba1aa8114431d912

梯度散度旋度的物理含义

都是顾名思义。

梯度用来形容一个标量场,他表示这个标量场沿某一方向的变化率。学过2维的导数吧,变量y沿x坐标的梯度就是y沿x方向的导数。导数越大,表示这个量变化的越快。

散度形容一个向量场的在空间的敛散强度。散度的正负表示该向量场的收敛还是发散,大小表示该量场通量的空间体密度。举个例子:你发想在一个封闭曲面内,某一个向量场做散度计算为零,那么你选的这个曲面内部一般没有这个向量场的激发源,如果是正的,说明向量场从你选的空间内对外膨胀,发散,越大说明强度越猛。负的,表示该向量场在你选的空间内部发生了湮灭,越大,说明湮灭的强度越猛。

旋度表示向量场对其作用的元素的旋转强度。他的正负代表他会对其作用的元素朝着顺时针或逆时针方向旋转,他的大小表示这个旋转力的大小。举个例子:你站在漩涡中,水流的推力的旋度肯定是垂直水平的,垂直水平向上代表(按右手定则)你会被逆时针卷入漩涡,旋度朝下反之;显然你在漩涡中心和漩涡边缘受到的推力大小肯定不一样,说明漩涡中间的旋度比边缘的大。旋度反映了向量场超某个面的面密度。

散度梯度旋度的关系和应用

  三者的关系:注意各自针对的对象不同。

  1.梯度的旋度▽×▽u=0

  梯度场的旋度为0,故梯度场是保守场。例如重力场。

  2.梯度的散度▽2u=△u 3.散度的梯度▽(▽·A)

  梯度、散度和旋度是矢量分析里的重要概念。之所以是“分析”,因为三者是三种偏导数计算形式。这里假设读者已经了解了三者的定义。它们的符号分别记作如下:

  梯度、散度和旋度

  从符号中可以获得这样的信息:

  ①求梯度是针对一个标量函数,求梯度的结果是得到一个矢量函数。这里φ称为势函数;

  ②求散度则是针对一个矢量函数,得到的结果是一个标量函数,跟求梯度是反一下的;

  ③求旋度是针对一个矢量函数,得到的还是一个矢量函数。

  这三种关系可以从定义式很直观地看出,因此可以求“梯度的散度”、“散度的梯度”、“梯度的旋度”、“旋度的散度”和“旋度的旋度”,只有旋度可以连续作用两次,而一维波动方程具有如下的形式

  梯度、散度和旋度 (1)

  其中a为一实数,于是可以设想,对于一个矢量函数来说,要求得它的波动方程,只有求它的“旋度的旋度”才能得到。下面先给出梯度、散度和旋度的计算式:

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