Differentiella operatörer i olika koordinatsystem

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 3 oktober 2020; kontroller kräver 5 redigeringar .

Här är en lista över vektordifferentialoperatorer i olika koordinatsystem .

Allmänt uttryck

Det allmänna uttrycket för operatorn ∇ som verkar på vektorfältet A i ett godtyckligt system av ortogonala koordinater kan skrivas på följande sätt:

,

där " " är någon av de tre ikonerna som motsvarar operatörens åtgärd ∇:

Elementen i denna post motsvarar elementen i radievektorn i motsvarande koordinatsystem:

Med andra ord, den första åtgärden är att ta den partiella derivatan med avseende på projektionen av radievektorn för hela vektorn (med hänsyn till derivatorna av enhetsvektorerna i det givna koordinatsystemet), och först därefter multiplicera (enkelt för gradienten, skalär för divergensen och vektorn för rotorn) för enhetsvektorn för riktningen med .

Det räcker att känna till uttrycken:

Till exempel: i tabellen nedan erhålls registreringen av divergens i cylindriska koordinater enligt följande:

Operatörstabell

Standard fysisk notation används här. För sfäriska koordinater betecknar θ vinkeln mellan z -axeln och punktens radievektor , φ är vinkeln mellan projektionen av radievektorn på xy -planet och x -axeln .

Registrering av Hamilton-operatören i olika koordinatsystem
Operatör Rektangulära koordinater
( x, y, z )
Cylindriska koordinater
( ρ, φ, z )
Sfäriska koordinater
( r , θ, φ )
Paraboliska koordinater
( σ, τ, z )
Koordinattransformationsformler
Radievektor för en godtycklig punkt
Anslutning av enhetsvektorer
.
vektor fält
Lutning
Divergens
Rotor
Laplace-operatör
Laplace vektor operatör ?
Längdelement
Orienterat områdeselement
Volymelement

Vissa egenskaper

Uttryck för andra ordningens operatorer:

  1. ( Laplace operatör )
  2. (med Lagranges formel för dubbelkorsprodukten )

Se även