梯度散度和旋度

梯度 #

首先说明,梯度是一个向量,它表示函数在某个点处往哪个方向走,变化最快,即梯度等于方向导数的最大值。

散度 #

散度是单位体积,单位时间下,流过该体积的矢量通量的增加量,所以散度是一种标量,用来衡量“流体”的扩散程度。可以想象一个小立方体分别在xyz方向上通量增加量。
为了方便记忆,可以将散度类比于线性代数中的向量内积,两个向量的内积是一个标量,而散度的结果也是一个标量。

旋度 #

就绕x轴旋转而言,可以想象为z方向水流随y的增加趋势(斜率)(逆时针)-y方向水流随z的增加趋势(顺时针)
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标量场梯度的散度 #

标量场梯度的旋度 #


这告诉我们一件事情,保守场是有源无旋的!!!
梯度的旋度为0!!!

矢量场旋度的散度 #


综上,第5点和第6点可以总结为“梯无旋,旋无散”

麦克斯韦方程组 #

旋度和散度都会了,让我们来理解麦克斯韦方程组吧! 第一个式子是静电场的高斯定理
第二个式子说明电场是由变化的磁场产生的
第三个式子表明磁场是有旋无源场 第四个式子说明磁场是由电场激发的