作者mgtsai ()
看板Physics
标题Re: [请益] 散度跟旋度
时间Sun Feb 22 01:54:53 2009
※ 引述《kamikaze0415 (will work for food)》之铭言:
: ※ 引述《salvationist ( salvationist)》之铭言:
: : 何以梯度场不具旋转性
: 梯度就是在告诉你,往上走这条路会最累;或是滚下去最快可以到地面的方向XD
: 然而毫无疑问的 这两个方向都跟等高线垂直,recall你刚刚的等高线,
: 别忘了他是一个个圆圈,是算得出旋度的,每一点的旋度向量刚好就是这
: 每一点的切线方向,那这样梯度跟旋度方向垂直的特性就再明显不过了...
: then,你当然可以推广到任意形状的等高线,上面每点的切线仍然跟该点的旋度方向相同
: 而与梯度方向向量垂直,这就说明了scalar field的梯度为何不旋转了...
: 因为这每一个点上的梯度方向向量就很自然的跟切线方向垂直,所以当然是不旋转的!
我想,这部分的推演有点问题
原po的问题是在问,为何纯量场取梯度後的向量场,再取其旋度场,其值为零
以数学表达之,即 ▽x(▽V) = 0
可以仔细推敲一下旋度的定义,及其内含的物理意涵
旋度并不是用和等线平行这样的概念去理解的
仁兄的解释,是在二维空间上讨论
这时,二维空间的向量场取旋度运算,其结果为纯量场
在三维空间的向量场取旋度,其结果才是向量场
(严格来说,不是纯粹的向量场,在物理上则是称为 pseudo vector field)
在四维以上空间的向量场取旋度,其结果为二阶外张量场
(以粗浅的图象理解,
二维空间的旋转,只有顺时针/逆时针方向,所以只需一个数值来表达其旋转程度;
而三维空间的旋转,因为其转轴为三度空间的某方向,故以向量表达三维空间旋转;
而四维空间的旋转,其旋转轴则有六个分量,五维空间旋转之旋转轴有十个分量....)
(总括而言,向量场取旋度,其值为二阶外张量场,只不过
二维空间的二阶外张量空间与纯量空间同构,在二维空间向量场取旋度,视同为纯量场
三维空间的二阶外张量空间与向量空间同构,在三维空间向量场取旋度,视同为向量场)
我们一般在讨论旋度时,通常是在三度空间下讨论
此时,纯量场所形成的,则为等位 "面",而非等位线
这时,整个物理图象,与仁兄所讨论的内容,则完全不同
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还有,▽x(▽V) = 0 等式,不单单只在三维空间成立
在任何维度 (二维,四维,五维.....),上述等式亦成立
这条公式是非常强的定理
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◆ From: 116.59.6.163
※ 编辑: mgtsai 来自: 116.59.6.163 (02/22 05:12)
1F:推 microball:推 不过对原PO可能太难XD 02/22 10:54
2F:推 kamikaze0415:人家要的是"从数学或几何角度看问题" XD 02/22 14:12
3F:→ kamikaze0415:说错了 是物理或几何 02/22 14:13