作者mgtsai ()
看板Physics
标题Re: [请益] 散度跟旋度
时间Sun Feb 22 02:33:15 2009
※ 引述《salvationist ( salvationist)》之铭言:
: 不好意思
: 之前好像有问过类似的问题
: 就是
: 如何从"物理或几何的观点而非纯数学推演"来解释说明
: 何以梯度场不具旋转性
若V为纯量场,则
curl (grad V) = 0
或 ▽x(▽V) = 0
: 以及旋转场不具发散性
若E为三维空间上的向量场
div (curl E) = 0
或 ▽‧(▽xE) = 0
: 我只需要知道有甚麽简单的例子
: 可以拿来定性的回答这两个问题
: 或者有甚麽数学物理的书有谈到
: 旋转场不具发散性的物理我已经知道了
: 但梯度场不具旋转性这个事实
: 一时之间我还是想不出来有甚麽好一点的解释
: 最後感谢各位的不吝提点
首先要了解,什麽叫做旋度
拿片小浮萍,置於具有旋度的流场下
除了小浮萍会随着流场前进之外
小浮萍亦会因流场具有旋度而随之自转
所以,当我们在流场旋度不为零之处画一个很小很小的圈圈时
(小圈圈所形成的面之法线方向不与旋度方向垂直)
顺着这个小圈圈,对流场作线积分 (∮E‧dL),其值不为零
(此为浮萍旋转的条件,亦可从旋度的基本定义中直接算得)
(其路径积分值,等於旋度於小圈圈面之法线方向之分量,与小圈圈面积之乘积)
一个纯量场取其梯度,从 a 点至 b 点,取任意一条路径,对其梯度场作线积分
其值刚好等於该纯量场於 a 点的值与在 b 点的值之差
(讲白一点就是位能差啦)
换向话说,纯量场取其梯度,两点间的其线积分值,与所选取的路径无关
也就是说,画一条任意的封闭曲线,梯度场的线积分值刚好等於零
所以,当我们将这条封闭曲线一直缩小一直缩小
缩小到如上述般的一个很小很小的圈圈,沿此小圈圈对梯度场线积分,其值亦为零
也就是说,梯度场的旋度必定为零
其实,这些就是保守场的基本特性
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