Differentielle operatører i forskellige koordinatsystemer

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 3. oktober 2020; checks kræver 5 redigeringer .

Her er en liste over vektordifferentialoperatorer i forskellige koordinatsystemer .

Generelt udtryk

Det generelle udtryk for operatoren ∇, der virker på vektorfeltet A i et vilkårligt system af ortogonale koordinater, kan skrives som følger:

,

hvor " " er et af de tre ikoner, der svarer til operatørens handling ∇:

Elementerne i denne post svarer til elementerne i radiusvektoren i det tilsvarende koordinatsystem:

Med andre ord er den første handling at tage den partielle afledede med hensyn til projektionen af ​​radiusvektoren for hele vektoren (under hensyntagen til afledte af enhedsvektorerne i det givne koordinatsystem), og først derefter multiplicere (simpelt for gradienten, skalar for divergensen og vektoren for rotoren) af enhedsvektoren for retningen ved .

Det er nok at kende udtrykkene:

For eksempel: i tabellen nedenfor opnås registreringen af ​​divergens i cylindriske koordinater som følger:

Operatørtabel

Standard fysisk notation bruges her. For sfæriske koordinater angiver θ vinklen mellem z -aksen og punktets radiusvektor , φ er vinklen mellem projektionen af ​​radiusvektoren på xy -planet og x - aksen .

Registrering af Hamilton-operatøren i forskellige koordinatsystemer
Operatør Rektangulære koordinater
( x, y, z )
Cylindriske koordinater
( ρ, φ, z )
Sfæriske koordinater
( r , θ, φ )
Parabolske koordinater
( σ, τ, z )
Koordinattransformationsformler
Radiusvektor for et vilkårligt punkt
Forbindelse af enhedsvektorer
.
vektor felt
Gradient
Divergens
Rotor
Laplace operatør
Laplace vektor operatør ?
Længde element
Orienteret områdeelement
Volumenelement

Nogle egenskaber

Udtryk for andenordens operatører:

  1. ( Laplace operatør )
  2. (ved at bruge Lagranges formel for dobbeltkrydsproduktet )

Se også