الفيزياء · المسرد

ما معنى التدرج والتباعد والدوّار واللابلاسي؟

تعريف 11.1 الفيزياء الجامعية — السنة الثانية · الفصل 11 — معادلات ماكسويل

من أجل مجال سلّمي ff ومجال متجهي A\vect A، بالإحداثيات الديكارتية مع المتجهة الرمزية =(x,y,z)\vect\nabla = (\partial_x, \partial_y, \partial_z):

gradf=f=(xf, yf, zf),divA=A=xAx+yAy+zAz,curlA=A=(yAzzAy, zAxxAz, xAyyAx),Δf=divgradf=x2f+y2f+z2f,\begin{align*} \operatorname{\vect{grad}}f &= \vect\nabla f = (\partial_xf,\ \partial_yf,\ \partial_zf) ,\\ \operatorname{div}\vect A &= \vect\nabla\cdot\vect A = \partial_xA_x + \partial_yA_y + \partial_zA_z ,\\ \operatorname{\vect{curl}}\vect A &= \vect\nabla\wedge\vect A = (\partial_yA_z - \partial_zA_y,\ \partial_zA_x - \partial_xA_z,\ \partial_xA_y - \partial_yA_x) ,\\ \Delta f &= \operatorname{div}\operatorname{\vect{grad}}f = \partial_x^2f + \partial_y^2f + \partial_z^2f , \end{align*}

و ΔA\Delta\vect A هو اللابلاسي مأخوذًا على كل مركّبة ديكارتية. ولا يتوقف معناها على الإحداثيات: إذ إن gradf ⁣dl= ⁣df\operatorname{\vect{grad}}f \cdot\dd\vect l = \dd f هو تغيّر ff على امتداد  ⁣dl\dd\vect l؛ و divA\operatorname{div} \vect A هو تدفق A\vect A الخارج عبر سطح حجم صغير، في واحدة الحجم؛ و curlAn\operatorname{\vect{curl}}\vect A\cdot\vect n هو التكامل الخطي للمجال A\vect A حول حلقة صغيرة ناظمتها n\vect n، في واحدة المساحة.

مؤثرا معادلات ماكسويل، مقروءين هندسيًّا: فالتباعد يقيس كم يجري مجال خارجًا من حجم صغير، والدوّار كم يدور حول حلقة صغيرة.
مؤثرا معادلات ماكسويل، مقروءين هندسيًّا: فالتباعد يقيس كم يجري مجال خارجًا من حجم صغير، والدوّار كم يدور حول حلقة صغيرة.
اقرأ في الفصل ←