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文档简介

1、A,1,1.3 矢量场的旋度,一、矢量的环流:,1 、定义:,线,在矢量 的场中,矢量 沿某一闭合路径的线积分,称为该矢量沿此闭合路径的环流。,A,2,2 、有旋场、无旋场(保守场):,在某一矢量 的场中,矢量 沿任意闭合路径的线积分,恒等于零,则该矢量场为无旋场;反之,为有旋场。,二、旋度:,1 、环流密度:,在矢量场 中来研究其 M点的性质,取包含此点的一个面元 ,其边界为 C,保持面元 的 方向不变,而 以任意方式趋近于零。则,环流密度,环量,环量面密度,A,3,讨论:,与 的边界 C 保持一致,,取最大值,与 有一夹角 ,则,当 , 时,(有旋矢量场 与面元 的法向分量 垂直),环流密

2、度有最大值,此即被称为 的旋度大小; 的方向就称为 旋度的方向。,与 不在同一平面上,A,4,2、旋度的定义:,矢量 的旋度。记作,故,即,任意方向的环流密度,A,5,、旋度的物理意义,旋度的计算,矢量的旋度为矢量,是空间坐标的函数;,矢量在空间某点处的旋度表征矢量场在该点处的漩涡源密度;,在直角坐标系下:,故,A,6,例:求矢量场 在,点 M(1,0,1)处的旋度及沿,方向的环流密度。,解:矢量场 的旋度,在点 M(1,0,1)处的旋度,A,7,在点 M(1,0,1)处沿 方向的环流密度,A,8,三、矢量场旋度的重要性质,旋度的散度恒等于零。,证明:, 旋度与散度的定义都与坐标系无关。,应用:,A,9,斯托克斯定理:,证明:,将 S 分成许多面元,其相应面元的边界为,对每一个面元 ,其边界 的环绕方向均取与大回路 C一致的环绕方向。,则:相邻两面元 、 的边界 、 在公共边界上的积分等值异号,相互抵消。,A,10,又,故,证毕,A,11,例1.4 已知 。现有一个在 面内的 闭合路径C,此闭合路径由 和 之间的一段抛物 线 和两段平行于坐标轴的直线组成,如图所示。,求:(1)矢量场的A旋度; (2)计算环流 。积分区域 为如图所示的闭合路径C; (3)验

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