曲線座標系における勾配、発散、および回転
📂数理物理学曲線座標系における勾配、発散、および回転
公式
球座標系でのデル演算子は以下の通りだ。
∇=∂r∂r+r1∂θ∂θ+rsinθ1∂ϕ∂ϕ
説明
デル演算子はベクトルではないが、便宜上上記のように表記された。
グラディエント:
∇f=∂r∂fr^+r1∂θ∂fθ^+rsinθ1∂ϕ∂fϕ^
ダイバージェンス:
∇⋅F=r2sinθ1(∂r∂(r2sinθFr)+∂θ∂(rsinθFθ)+∂ϕ∂(rFϕ))=r21∂r∂(r2Fr)+rsinθ1∂θ∂(sinθFθ)+rsinθ1∂ϕ∂Fϕ
カール:
∇×F=rsinθ1(∂θ∂(Fϕsinθ)−∂ϕ∂Fθ)r^+r1(sinθ1∂ϕ∂Fr−∂r∂(rFϕ))θ^+r1(∂r∂(rFθ)−∂θ∂Fr)ϕ^
ラプラシアン:
∇2f=r21∂r∂(r2∂r∂f)+r2sinθ1∂θ∂(sinθ∂θ∂f)+r2sin2θ1∂ϕ2∂2f