calculus

旋度(向量微積分)

向量場的旋度衡量局部旋轉。∇×F 給出一個指向旋轉軸方向、大小與旋轉速率成正比的向量。

R3\mathbb{R}^3F\vec{F}旋度本身也是一個向量場,透過形式上的外積計算:

×F=(F3yF2z, F1zF3x, F2xF1y).\nabla \times \vec{F} = \left(\frac{\partial F_3}{\partial y} - \frac{\partial F_2}{\partial z},\ \frac{\partial F_1}{\partial z} - \frac{\partial F_3}{\partial x},\ \frac{\partial F_2}{\partial x} - \frac{\partial F_1}{\partial y}\right).

大小衡量局部旋轉率;方向為旋轉軸(右手定則)。

滿足 ×F=0\nabla \times \vec{F} = \vec{0} 的場稱為無旋場——梯度(保守)場恆為無旋。旋度非零代表存在局部環流。

斯托克斯定理將旋度的面積分等同於沿邊界對 F\vec{F} 所作的線積分。應用於電磁學(馬克士威–法拉第定律)、流體力學(渦度)與空氣動力學。