在上一章中,我們知道了怎樣計算球面和柱面的通量,但是很多時候,空間的曲面不容易用球坐標或柱坐標表示,此時怎樣計算通量? 曲面S的通量 上一章提到,在空間向量場F中有一個曲面S,S的通量是: 我們使用不同的方法在各種情況下得到面積積元dS和單位法向量n,比如在球面和柱面中使 ...
向量場 vector field 矢量場 是由一個向量對應另一個向量的函數。向量場廣泛應用於物理學,尤其是電磁場。 建立坐標系 x,y,z 。空間中每一點 x ,y ,z 都可以用由原點指向該點的向量表示。因此,如果空間在所有點對應一個唯一的向量 a,b,c ,那么時空中存在向量場F: x ,y ,z a,b,c 空間向量場 空間向量場與平面向量場類似,在空間中的每個點都有一個向量,它由三個分量 ...
2018-05-30 13:51 1 1698 推薦指數:
在上一章中,我們知道了怎樣計算球面和柱面的通量,但是很多時候,空間的曲面不容易用球坐標或柱坐標表示,此時怎樣計算通量? 曲面S的通量 上一章提到,在空間向量場F中有一個曲面S,S的通量是: 我們使用不同的方法在各種情況下得到面積積元dS和單位法向量n,比如在球面和柱面中使 ...
在流體運動中,通量是單位時間內流經某單位面積的某屬性量,是表示某屬性量輸送強度的物理量。在大氣科學中,包含動量通量、熱通量、物質通量和水通量。 本章關於向量和點積的相關知識課參考《線性代數筆記3——向量2(點積)》。 通量 通量實際上是一種線積分。如果有一條平面曲線C和這個平面 ...
1. 線積分 線積分的對象為數值量函數,用於計算諸如“非均勻曲線質量”這樣的問題。解決辦法是將曲線分割成無數小段,在每個小段上質量近似不變,於是總質量就是∑ρ(xi,yi)⊿s,ρ是線密度且表示為(x,y)的函數,s是曲線長度。再想想如何計算曲線長度並將問題一般化,就可以得到二維情形下的積分 ...
場論理論包括多種形式,比如簡單的向量場,而梯度場則是由數量場所得到的矢量場,它的定義與坐標系的選擇無關。梯度場在微分學、積分學以及算子的定義方面起着重要的作用。梯度場在物理學中也稱為保守場,這來源於能量守恆定律。 梯度場與勢函數 f(x, y)是關於x和y的函數,如果存在向量場F ...
梯度場的判別 如果一個向量場F = Mi + Nj是一個梯度場,它的勢函數是f(x,y),則: 所以說,對於一個在平面內處處有定義且處處可導的向量場F = Mi + Nj,如果存在My = Nx,那么這個向量場是梯度場。 示例1 對於F = -yi + xj,用上 ...
線積分或路徑積分是積分的一種。在數學中,線積分的積分函數的取值沿的不是區間,而是特定的曲線,稱為積分路徑。在物理學上,線積分是質點在外力作用下運動一段距離后總功。 如果把空間向量場F = Pi + Qj + Rk看作力場,C是質點在力場作用下移動的曲線,那么C在力場中線積分就是質點在力作 ...
在一元函數中,我們已經知道導數就是函數的變化率。對於二元函數我們同樣要研究它的“變化率”。 在xOy平面內,當動點由P(x0,y0)沿不同方向變化時,函數f(x,y)的變化快慢一般說來是不同的,因此就需要研究f(x,y)在(x0,y0)點處沿不同方向的變化率。 在這里我們只學習函數 ...
二重積分是二元函數在空間上的積分,同定積分類似,是某種特定形式的和的極限。本質是求曲頂柱體體積。重積分有着廣泛的應用,可以用來計算曲面的面積,平面薄片重心等。平面區域的二重積分可以推廣為在高維空間中的(有向)曲面上進行積分,稱為曲面積分。 本篇涉及到的單變量積分的知識可參考《數學筆記13 ...