Differentiaalioperaattorit eri koordinaattijärjestelmissä

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 3.10.2020 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 5 muokkausta .

Tässä on luettelo vektoridifferentiaalioperaattoreista eri koordinaattijärjestelmissä .

Yleinen lauseke

Yleinen lauseke operaattorille ∇ , joka vaikuttaa vektorikenttään A mielivaltaisessa ortogonaalisten koordinaattien järjestelmässä, voidaan kirjoittaa seuraavasti:

,

jossa " " on mikä tahansa kolmesta kuvakkeesta, jotka vastaavat operaattorin ∇ toimintaa:

Tämän merkinnän elementit vastaavat sädevektorin elementtejä vastaavassa koordinaattijärjestelmässä:

Toisin sanoen ensimmäinen toimenpide on ottaa osaderivaata suhteessa koko vektorin sädevektorin projektioon (ottaen huomioon yksikkövektorien derivaatat tietyssä koordinaatistossa) ja vasta sitten kertoa (yksinkertaista gradientti, skalaari divergentille ja vektori roottorille) suunnan yksikkövektorin .

Riittää, kun tietää ilmaukset:

Esimerkiksi: alla olevassa taulukossa sylinterimäisten koordinaattien erot saadaan seuraavasti:

Ohjauspöytä

Tässä käytetään standardia fyysistä merkintää. Pallomaisissa koordinaateissa θ tarkoittaa z -akselin ja pisteen sädevektorin välistä kulmaa, φ on kulma sädevektorin xy -tasolle projektion ja x - akselin välillä .

Hamiltonin operaattorin tallentaminen erilaisiin koordinaattijärjestelmiin
Operaattori Suorakulmaiset koordinaatit
( x, y, z )
Sylinterimäiset koordinaatit
( ρ, φ, z )
Pallokoordinaatit
( r , θ, φ )
Paraboliset koordinaatit
( σ, τ, z )
Koordinaattien muunnoskaavat
Mielivaltaisen pisteen sädevektori
Yksikkövektoreiden kytkentä
.
vektorikenttä
Kaltevuus
Eroaminen
Roottori
Laplacen operaattori
Laplace-vektorioperaattori ?
Pituuselementti
Orientoitu alueelementti
Äänenvoimakkuuden elementti

Jotkut ominaisuudet

Toisen asteen operaattoreiden lausekkeet:

  1. ( Laplace - operaattori )
  2. (käyttäen Lagrangen kaavaa kaksoisristituotteelle )

Katso myös