Del в цилиндрических и сферических координатах - Del in cylindrical and spherical coordinates - Wikipedia

Это список некоторых векторное исчисление формулы для работы с общими криволинейный системы координат.

Примечания

  • В этой статье используются стандартные обозначения ISO 80000-2, который заменяет ISO 31-11, за сферические координаты (другие источники могут перевернуть определения θ и φ):
    • Полярный угол обозначается θ: это угол между z-ось и радиальный вектор, соединяющий начало координат с рассматриваемой точкой.
    • Азимутальный угол обозначается как φ: это угол между Икс-оси и проекции радиального вектора на ху-самолет.
  • Функция atan2 (у, Икс) можно использовать вместо математической функции арктан (у/Икс) благодаря домен и изображение. Классическая функция arctan имеет образ (−π / 2, + π / 2), тогда как atan2 определяется как изображение (−π, π].

Координатные преобразования

Преобразование декартовых, цилиндрических и сферических координат[1]
Из
ДекартовоЦилиндрическийСферический
КДекартово
Цилиндрический
Сферический

Преобразования единичных векторов

Преобразование единичных векторов в декартовой, цилиндрической и сферической системах координат с точки зрения пункт назначения координаты[1]
ДекартовоЦилиндрическийСферический
ДекартовоНет данных
ЦилиндрическийНет данных
СферическийНет данных
Преобразование единичных векторов в декартовой, цилиндрической и сферической системах координат с точки зрения источник координаты
ДекартовоЦилиндрическийСферический
ДекартовоНет данных
ЦилиндрическийНет данных
СферическийНет данных

Формула дель

Таблица с дель оператор в декартовых, цилиндрических и сферических координатах
ОперацияДекартовы координаты (Икс, у, z)Цилиндрические координаты (ρ, φ, z)Сферические координаты (р, θ, φ), куда φ азимутальный и θ это полярный уголα
Векторное поле А
Градиент ж[1]
Расхождение ∇ ⋅ А[1]
Завиток ∇ × А[1]
Оператор Лапласа 2ж ≡ ∆ж[1]
Векторный лапласиан 2А ≡ ∆А
Существенная производнаяα[2] (А ⋅ ∇)B
Тензор ∇ ⋅ Т (не путать с Тензорная дивергенция 2-го порядка )
Дифференциальное смещение d[1]
Дифференциальная нормальная площадь dS
Дифференциальный объем dV[1]
^ α Эта страница использует для полярного угла и для азимутального угла, который является общепринятым обозначением в физике. Источник, который используется для этих формул, использует для азимутального угла и для полярного угла, который является общепринятым математическим обозначением. Чтобы получить математические формулы, переключите и в формулах, приведенных в таблице выше.

Нетривиальные правила расчета

  1. (Формула Лагранжа для del)

Декартово происхождение

Набла cartesian.svg


Выражения для и находятся таким же образом.

Цилиндрическое происхождение

Набла цилиндрическая2.svg

Сферическое происхождение

Набла spherical2.svg

Формула преобразования единичного вектора

Единичный вектор координатного параметра ты определяется таким образом, что небольшое положительное изменение ты вызывает вектор положения изменить в направление.

Следовательно,

куда s - параметр длины дуги.

Для двух наборов систем координат и , в соответствии с Правило цепи,

Теперь мы изолируем компонент. За , позволять . Затем разделите с обеих сторон на получить:

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час Гриффитс, Дэвид Дж. (2012). Введение в электродинамику. Пирсон. ISBN  978-0-321-85656-2.
  2. ^ Вайсштейн, Эрик В. «Конвективный оператор». Mathworld. Получено 23 марта 2011.

внешняя ссылка