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feynman1965

金虫 (正式写手)

[求助] 关于球坐标下矢量的问题(急急急急!)

大家好,请教大家一个基础的数学问题:在球坐标下,一个标量的梯度用如图公式求解,但是我理解的结果有一个问题,请教大家,这样求梯度后,得到的矢量应该有三个方向的分量!但在球坐标下,一个矢量不是只有er方向的分量吗?可以写成如图所示的形式!这样矛盾吗?谢谢~

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racoon01

专家顾问 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
feynman1965: 金币+5, ★★★很有帮助 2012-11-06 18:30:09
feynman1965: 金币+5, ★★★很有帮助 2012-11-06 21:14:24
在球坐标系下,质点的位置矢量仅有径向分量。但是,这并不意味着其他的矢量,例如标量场的梯度,也只有径向分量。OK?
racoon
2楼2012-11-06 18:04:54
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feynman1965

金虫 (正式写手)

引用回帖:
2楼: Originally posted by racoon01 at 2012-11-06 18:04:54
在球坐标系下,质点的位置矢量仅有径向分量。但是,这并不意味着其他的矢量,例如标量场的梯度,也只有径向分量。OK?

谢谢你的回答!但是根据定义球坐标中的er就是矢量的方向呀!那这样的话别的分量怎么来的?能不能麻烦你给我画个图什么的!谢谢你呀!
3楼2012-11-06 18:32:01
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racoon01

专家顾问 (著名写手)

【答案】应助回帖

引用回帖:
3楼: Originally posted by feynman1965 at 2012-11-06 18:32:01
谢谢你的回答!但是根据定义球坐标中的er就是矢量的方向呀!那这样的话别的分量怎么来的?能不能麻烦你给我画个图什么的!谢谢你呀!...

回答见附件。

vector_spherical_01.png



vector_spherical_02.png



vector_spherical_03.png

racoon
4楼2012-11-06 20:12:45
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feynman1965

金虫 (正式写手)

引用回帖:
4楼: Originally posted by racoon01 at 2012-11-06 20:12:45
回答见附件。
2a/6d/1282452_1352203958_729.png|2
vector_spherical_01.png
2a/6d/1282452_1352203958_368.png|2
vector_spherical_02.png
e9/9f/1282452_1352203959_789.png|3
vector_spherical_03.png
...

还是不懂呀,你画的矢量不是沿着er方向吗?另两个方向的分量还是看不出来!还望你不怕麻烦跟我再说两句!拜谢!!
5楼2012-11-06 21:16:09
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feynman1965

金虫 (正式写手)

引用回帖:
5楼: Originally posted by feynman1965 at 2012-11-06 21:16:09
还是不懂呀,你画的矢量不是沿着er方向吗?另两个方向的分量还是看不出来!还望你不怕麻烦跟我再说两句!拜谢!!...

你想说位置矢量是rer,速度矢量就含有角度的分量!那个时候的er指的是位置矢量的方向!是这个意思吗?就是说球坐标中的那个er不是指每个矢量的方向,而是其中某一个矢量的方向?
6楼2012-11-06 21:23:02
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feynman1965

金虫 (正式写手)

引用回帖:
4楼: Originally posted by racoon01 at 2012-11-06 20:12:45
回答见附件。
2a/6d/1282452_1352203958_729.png|2
vector_spherical_01.png
2a/6d/1282452_1352203958_368.png|2
vector_spherical_02.png
e9/9f/1282452_1352203959_789.png|3
vector_spherical_03.png
...

最后问个无关的问题,你不会真是学历史的吧?
7楼2012-11-06 21:25:36
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archdevil

铁杆木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
feynman1965: 金币+5, 你的解答很有帮助! 2012-11-08 12:42:16
注意er并不象直角坐标系里的i,j,k一样是个常向量,而是随着不同的向量r变化的。比如:对非0实数a,b,我们可以说ai和bi一定是平行或者共线的。如果空间中任意两个向量模长为a,b,理论上可以分别写这两个向量为aer,ber,但和ai,bi不同的是,这两个er并不一定是同一个方向,因此要研究这两个向量的关系,可以先固定一个er,比如取aer的方向为er方向,这时,ber就不在能写成ber,而可能是betheta或bephi之类的组合了。
鲜花因生之绚烂而凋谢,珊瑚因死之静默而永恒。
8楼2012-11-08 06:46:15
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flash6669

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
feynman1965: 金币+3 2012-11-08 12:43:36
er是径向方向,不是r方向,ok?一个点可以存在各个方向的r,但只有一个er
9楼2012-11-08 07:22:07
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feynman1965

金虫 (正式写手)

引用回帖:
8楼: Originally posted by archdevil at 2012-11-08 06:46:15
注意er并不象直角坐标系里的i,j,k一样是个常向量,而是随着不同的向量r变化的。比如:对非0实数a,b,我们可以说ai和bi一定是平行或者共线的。如果空间中任意两个向量模长为a,b,理论上可以分别写这两个向量为aer, ...

我想问的是,在球坐标梯度算符的展开式中的er是怎么确定的?定哪个方向为er呢?
10楼2012-11-08 12:43:24
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