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文档简介
矢 量 分 析 简 介,一、标量场和矢量场,1、标量场:在空间各点存在着一个标量 ,它的数值是空间位置的函数。如气压场、温度场、电势等。,2、矢量场:在空间各点存在着一个矢量,它的大小和方向是空间位置的函数。如电场、磁场、流速场等。,研究任何标量场时,常引入“等值面”概念,研究任何矢量场时,常引入“场线”概念,如电场线,磁场线。,的轨迹,二、标量场的梯度 grad,标量场的梯度定义为这样一个矢量,它的方向沿方向微商最大的方向,数值上等于这个最大的方向微商:, 的梯度的方向总是与 的等值面垂直的。,方向微商:,例如:电场中的电势是标量场,它的梯度的负值等于电场强度,是个矢量场:,三、矢量场的通量和散度,高斯定理,1、通量,2、矢量的散度(是标量场),3、高斯定理,四、矢量场的环量和旋度,斯托克斯定理,1、矢量的环量(环流),2、矢量场的旋度(是个矢量场),3、斯托克斯定理,五、矢量场的类别,1、有散场和无散场(又称为“有源场”和“无源场”),若一矢量场在空间某一范围内,称“无散场”或“无源场”,否则称“有散场” 或“有源场”,任何矢量场的旋度永远是无散场:,2、有旋场和无旋场,若一矢量场在空间某一范围内,称“无旋场”或“有势场”或“位场”,否则称“有旋场”,任何标量场的梯度永远是个无旋场:,3、谐和场,若一矢量场在空间某一范围内,即无散又无旋,称谐和场,无散:,无旋:,拉普拉斯方程,即:谐和场的位函数满足拉普拉斯方程。,4、静电场和恒定磁场,静电场:,是无旋场,因此又是有势场或保守场,“有散场” 或“有源场”,恒定磁场:,“无散场” 或“无源场”,是有旋场,无势场或非保守场,5、一般矢量场的分解,非恒定情况下,电场既有散度
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