calculus

散度(向量微积分)

向量场的散度衡量每一点处的净「外流量」。∇·F > 0 表示源(涌出),< 0 表示汇(吸入)。是流体力学与电磁学的基础。

散度是对 R3\mathbb{R}^3 中向量场 F=(F1,F2,F3)\vec{F} = (F_1, F_2, F_3) 的标量运算:

F=F1x+F2y+F3z\nabla \cdot \vec{F} = \frac{\partial F_1}{\partial x} + \frac{\partial F_2}{\partial y} + \frac{\partial F_3}{\partial z}

物理意义(F)(p)(\nabla \cdot \vec{F})(p) 衡量点 pp 处单位体积内 F\vec{F}净外流率

  • >0> 0:净(流体扩散、正电荷密度)。
  • <0< 0
  • =0= 0不可压缩场(流动时不发生压缩的水)。

散度定理(高斯定理)将某区域上的散度与通过其边界的通量联系起来——是向量微积分四大定理之一。它是流体力学、电磁学(麦克斯韦方程组)以及量子力学中概率流的理论基础。