怎样理解旋度的物理意义?任何标量场梯度的旋度恒为零的物理意义 解释下“梯度”“散度”和“旋度”,浅显易懂些,谢谢

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-16
从流体的角度来看,
散度表示的是一个场的净流出量。(net flow out of a region)
旋度表示的是一个场的旋转量度。(rotation of a fluid)
当你取一个场的旋度时(三维的,好理解点),已经把流出量排除在外了。这也正是为什么curl叫做“旋度”,因为这个量表示的只有旋转方向的势强度,已经把净流出量排除在外。

换句话说,所有场的curl都不会有任何势的流出。

观察三维旋度的公式,比如组成部分z上是“dfy/dx-dfx/dy”的形式,也就是“另外两个分量的导数的差在这个分量方向的度”。由于坐标轴x,y,z都是两两正交的,因此这个量在任意一个方向都不会有沿着这个方向势的“流出”。

以下关于矢量与场论的说法,哪一选项是正确的 矢量的梯度的旋度恒等于0~

流体角度看
散度表示场净流量(net flow out of a region)
旋度表示场旋转量度(rotation of a fluid)
取场旋度(三维理解点)已经流量排除外curl叫做旋度量表示旋转向势强度已经净流量排除外

换句说所场curl都任何势流

观察三维旋度公式比组部zdfy/dx-dfx/dy形式另外两量导数差量向度由于坐标轴x,y,z都两两交量任意向都沿着向势流

梯度是矢量,其大小为该点函数的最大变化率,即该点的最大方向导数。

梯度的方向为该点最大方向导数的方向,即与等值线(面)相垂直的方向,它指向函数增加的方向。

三维空间中的一个矢量可以沿x、y和z方向分解,现假设空间的某一点被赋予的矢量能够沿着这3个方向分解为大小为P、Q和R的三个分量,表示为(P,Q,R)。注意,由于空间中每个点被赋予的矢量一般来说是不同的,所以P、Q和R的大小在空间的不同的点一般有不同的值,也就是说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,我们可以对其中一个点的矢量,假设为(P,Q,R)进行以下操作:
1、求出dP/dx+dQ/dy+dR/dz的值,其中dP/dx表示求P对x的一阶偏导数,其余雷同;
2、将这个值赋予这个点

对整个矢量场的每个点均进行以上运算,就等于给整个三维空间的每个点都赋予了一个值,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”。


旋度是矢量;其物理意义为环量密度,可以从斯托克斯公式里理解

旋度为零,说明是无旋场;旋度不为零时,则说明是有旋场。

旋度计算是两个向量之间的“叉乘”,其结果是矢量。其方向满足右手法则。


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