作者ojohn72 (晴)
看板Physics
標題Re: [問題] 四維張量(向量、矩陣)的上下標?
時間Fri Nov 20 11:14:37 2009
※ 引述《paperbattle (?)》之銘言:
: 推 kevinkid:推 另外有高手可以說明張量的物理含意是什麼嗎 11/20 03:24
: → kevinkid:我研究了很久都懂上下標的意思 也知道張量有內積運算 11/20 03:25
: → kevinkid:但是就是不知道張量代表的是物理量 還是只是單純的運算子 11/20 03:26
(恕原文吃光光)
張量的物理涵義最容易理解的例子就是用晶體內的偏極化來做說明
晶體內若是加了電場 會在電場方向產生一相對應的極化
現在我們任意選擇x, y, z三個軸的方向 (右手系統)
加入的電場若剛好延三個軸的方向 (例如x方向) 那偏極化可表示成
P = a E , P = a E , P = a E
x xx x y yx x z zx x
因此當電場加在x方向時 偏極化方向不會在x方向上 而是由P , P , P 依上式
x y z
與Ex連繫起來 而總P則為Px, Py, Pz的向量和
現在假如電場沒那麼幸運恰好在x方向 而是由Ex, Ey, Ez所組成
那P的三個方向也必須由E的三個方向來決定 所以有
P = a E + a E + a E
x xx x xy y xz z
P = a E + a E + a E
y yx x yy y yz z
P = a E + a E + a E
z zx x zy y zz z
那P與E的關係就可以用矩陣關係式表示成
-- -- -- -- -- --
1 P 1 1 a a a 1 1 E 1
P = 1 x 1 = 1 xx xy xz 1 1 x 1
1 1 1 1 1 1
1 P 1 1 a a a 1 1 E 1
1 y 1 1 yx yy yz 1 1 y 1
1 1 1 1 1 1
1 P 1 1 a a a 1 1 E 1
1 z 1 1 zx zy zz 1 1 z 1
-- -- -- -- -- --
因此在本例子裡 張量的物理意義就是
當一個外加量加到一個系統內會造成系統有一個應變量(E造成P)
應變量與外加量的比例係數(axx, axy, ......, azz等)
我們可以把axx, axy, ......, azz的矩陣簡寫成Tab Tab就是晶體偏極化的二秩張量
那在廣相中的張量呢?? 也是和上述情形一樣 只是現在多引入了一個dual vector
那dual vector就用上標來區分 因此張量的秩就用(n,r)表示
n就表示dual vector的秩 而r就表示vector的秩
張量的功能就只是變個魔術 把n個dual vector與r個vector經過運算 變出一個數字
這個數字就是我們要的答案 通常都是時空曲率的值
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◆ From: 220.142.162.172
1F:推 YSimpson:物理版的張量高手還真多 11/20 11:19
2F:→ ojohn72:廣相中上標是vector, 下標是dual vector, 打反了 XD 11/20 12:12
3F:推 leo80042:其實用熟了之後上下標沒啥差...也有人都寫下標或上標XDDD 11/20 14:01