Читайте также:
|
|
Основными дифференциальными операциями (действиями) над скалярным полем и векторным полем являются: градиент, дивергенция, ротор. Эти действия называются векторными операциями первого порядка (в них участвуют только производные первого порядка).
Векторные операции – нахождение градиента, дивергенции, ротора, удобно описывать с помощью дифференциального оператора, который обозначается символом (читается «набла») и называется оператором Гамильтона:
.
Он приобретает смысл лишь в комбинации со скалярными или векторными функциями. Символическое «умножение» вектора на скаляр или вектор производится по обычным правилам векторной алгебры, а «умножение» символов на величины , , , понимают как взятие соответствующей частной производной от этих величин.
Выразим основные дифференциальные операции с помощью оператора Гамильтона:
1. .
2. .
3. .
Оператор Гамильтона применяется для записи и других операций и для вывода различных формул в теории поля. При действии с ними надо пользоваться правилами векторной алгебры и правилами дифференцирования.
После применения оператора Гамильтона к скалярному или векторному полю получается новое поле, к которому можно снова применит этот оператор. В результате получаются дифференциальные операции второго порядка. Можно убедиться, что имеется лишь пять дифференциальных операций второго порядка: , , , , . Понятно, что, например, операция не имеет смысла, так как - есть скаляр.
Дифференциальный оператор
также называется оператором Гамильтона.
Запишем основные дифференциальные операции второго порядка, используя оператор Гамильтона:
1. .
Таким образом, получаем дифференциальное уравнение
,
которое называется дифференциальным уравнением Лапласа. Это уравнение играет важную роль в различных разделах математической физике. Решениями уравнения Лапласа являются так называемые гармонические функции.
2. , так как векторное произведение двух одинаковых векторных полей равно нулевому вектору. Это означает, что поле градиента есть поле безвихревое.
3. .
4. , так как смешанное произведение трех векторов, из которых два одинаковых, равно нулю.
5. .
Дата добавления: 2015-08-09; просмотров: 482 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Формула Стокса | | | Классификация векторных полей: определения соленоидального, потенциального и гармонического векторного поля. |