Silindirik ve küresel koordinatlarda del - Del in cylindrical and spherical coordinates - Wikipedia

Bu bazılarının bir listesi vektör hesabı ortak çalışmak için formüller eğrisel koordinat sistemleri.

Notlar

Bu makale standart gösterimi kullanır ISO 80000-2 yerine geçen ISO 31-11, için küresel koordinatlar (diğer kaynaklar tanımlarını tersine çevirebilir θ ve φ):
- Kutup açısı şu şekilde gösterilir: θ: arasındaki açıdır zeksen ve orijini söz konusu noktaya bağlayan radyal vektör.
- Azimut açısı ile gösterilir φ: arasındaki açıdır x-eksen ve radyal vektörün projeksiyonu xy-uçak.
İşlev atan2 (y, x) matematiksel fonksiyon yerine kullanılabilir Arctan (y/x) onun sayesinde alan adı ve görüntü. Klasik arctan işlevinin bir görüntüsü vardır (−π / 2, + π / 2)atan2 ise (−π, π].

Koordinat dönüşümleri

Kartezyen, silindirik ve küresel koordinatlar arasında dönüştürme^[1]
		Nereden
		Kartezyen	Silindirik	Küresel
İçin	Kartezyen	${ displaystyle { begin {align} x & = x y & = y z & = z end {align}}}$	${ displaystyle { başla {hizalı} x & = rho cos varphi y & = rho sin varphi z & = z end {hizalı}}}$	${ displaystyle { begin {align} x & = r sin theta cos varphi y & = r sin theta sin varphi z & = r cos theta end {hizalı}}}$
	Silindirik	${ displaystyle { begin {align {align}} rho & = { sqrt {x ^ {2} + y ^ {2}}} varphi & = arctan left ({ frac {y} {x} } right) z & = z end {hizalı}}}$	${ displaystyle { begin {align {align}} rho & = rho varphi & = varphi z & = z end {align}}}$	${ displaystyle { begin {align} rho & = r sin theta varphi & = varphi z & = r cos theta end {hizalı}}}$
	Küresel	${ displaystyle { begin {align} r & = { sqrt {x ^ {2} + y ^ {2} + z ^ {2}}} theta & = arctan left ({ frac { sqrt {x ^ {2} + y ^ {2}}} {z}} right) varphi & = arctan left ({ frac {y} {x}} right) end {hizalı }}}$	${ displaystyle { begin {align} r & = { sqrt { rho ^ {2} + z ^ {2}}} theta & = arctan { left ({ frac { rho} {z }} sağ)} varphi & = varphi end {hizalı}}}$	${ displaystyle { begin {align} r & = r varphi & = varphi theta & = theta end {align}}}$

Birim vektör dönüşümleri

Kartezyen, silindirik ve küresel koordinat sistemlerinde birim vektörler arasındaki dönüşüm *hedef* koordinatlar^[1]
	Kartezyen	Silindirik	Küresel
Kartezyen	Yok	${ displaystyle { begin {align} { hat { mathbf {x}}} & = cos varphi { hat { boldsymbol { rho}}} - sin varphi { hat { boldsymbol { varphi}}} { hat { mathbf {y}}} & = sin varphi { hat { boldsymbol { rho}}} + cos varphi { hat { boldsymbol { varphi }}} { hat { mathbf {z}}} & = { hat { mathbf {z}}} end {hizalı}}}$	${ displaystyle { begin {align} { hat { mathbf {x}}} & = sin theta cos varphi { hat { mathbf {r}}} + cos theta cos varphi { hat { boldsymbol { theta}}} - sin varphi { hat { boldsymbol { varphi}}} { hat { mathbf {y}}} & = sin theta sin varphi { hat { mathbf {r}}} + cos theta sin varphi { hat { boldsymbol { theta}}} + cos varphi { hat { boldsymbol { varphi}} } { hat { mathbf {z}}} & = cos theta { hat { mathbf {r}}} - sin theta { hat { boldsymbol { theta}}} end {hizalı}}}$
Silindirik	${ displaystyle { begin {align} { hat { boldsymbol { rho}}} & = { frac {x { hat { mathbf {x}}} + y { hat { mathbf {y} }}} { sqrt {x ^ {2} + y ^ {2}}}} { hat { boldsymbol { varphi}}} & = { frac {-y { hat { mathbf { x}}} + x { hat { mathbf {y}}}} { sqrt {x ^ {2} + y ^ {2}}}} { hat { mathbf {z}}} ve = { hat { mathbf {z}}} end {hizalı}}}$	Yok	${ displaystyle { begin {align} { hat { boldsymbol { rho}}} & = sin theta { hat { mathbf {r}}} + cos theta { hat { boldsymbol { theta}}} { hat { boldsymbol { varphi}}} & = { hat { boldsymbol { varphi}}} { hat { mathbf {z}}} & = cos theta { hat { mathbf {r}}} - sin theta { hat { boldsymbol { theta}}} end {hizalı}}}$
Küresel	${ displaystyle { begin {align} { hat { mathbf {r}}} & = { frac {x { hat { mathbf {x}}} + y { hat { mathbf {y}} } + z { hat { mathbf {z}}}} { sqrt {x ^ {2} + y ^ {2} + z ^ {2}}}} { hat { boldsymbol { theta }}} & = { frac { left (x { hat { mathbf {x}}} + y { hat { mathbf {y}}} sağ) z- left (x ^ {2} + y ^ {2} right) { hat { mathbf {z}}}} {{ sqrt {x ^ {2} + y ^ {2} + z ^ {2}}} { sqrt {x ^ {2} + y ^ {2}}}} { hat { boldsymbol { varphi}}} & = { frac {-y { hat { mathbf {x}}} + x { hat { mathbf {y}}}} { sqrt {x ^ {2} + y ^ {2}}}} end {hizalı}}}$	${ displaystyle { begin {align} { hat { mathbf {r}}} & = { frac { rho { hat { boldsymbol { rho}}} + z { hat { mathbf {z }}}} { sqrt { rho ^ {2} + z ^ {2}}}} { hat { boldsymbol { theta}}} & = { frac {z { hat { boldsymbol { rho}}} - rho { hat { mathbf {z}}}} { sqrt { rho ^ {2} + z ^ {2}}}} { hat { boldsymbol { varphi}}} & = { hat { boldsymbol { varphi}}} end {hizalı}}}$	Yok

Kartezyen, silindirik ve küresel koordinat sistemlerinde birim vektörler arasındaki dönüşüm *kaynak* koordinatlar
	Kartezyen	Silindirik	Küresel
Kartezyen	Yok	${ displaystyle { begin {align} { hat { mathbf {x}}} & = { frac {x { hat { boldsymbol { rho}}} - y { hat { boldsymbol { varphi }}}} { sqrt {x ^ {2} + y ^ {2}}}} { hat { mathbf {y}}} & = { frac {y { hat { boldsymbol { rho}}} + x { hat { boldsymbol { varphi}}}} { sqrt {x ^ {2} + y ^ {2}}}} { hat { mathbf {z}}} & = { hat { mathbf {z}}} end {hizalı}}}$	${ displaystyle { begin {align} { hat { mathbf {x}}} & = { frac {x left ({ sqrt {x ^ {2} + y ^ {2}}} { hat { mathbf {r}}} + z { hat { boldsymbol { theta}}} right) -y { sqrt {x ^ {2} + y ^ {2} + z ^ {2}}} { hat { boldsymbol { varphi}}}} {{ sqrt {x ^ {2} + y ^ {2}}} { sqrt {x ^ {2} + y ^ {2} + z ^ { 2}}}}} { hat { mathbf {y}}} & = { frac {y left ({ sqrt {x ^ {2} + y ^ {2}}} { hat { mathbf {r}}} + z { hat { boldsymbol { theta}}} right) + x { sqrt {x ^ {2} + y ^ {2} + z ^ {2}}} { hat { boldsymbol { varphi}}}} {{ sqrt {x ^ {2} + y ^ {2}}} { sqrt {x ^ {2} + y ^ {2} + z ^ {2 }}}}} { hat { mathbf {z}}} & = { frac {z { hat { mathbf {r}}} - { sqrt {x ^ {2} + y ^ { 2}}} { hat { boldsymbol { theta}}}} { sqrt {x ^ {2} + y ^ {2} + z ^ {2}}}} end {hizalı}}}$
Silindirik	${ displaystyle { begin {align} { hat { boldsymbol { rho}}} & = cos varphi { hat { mathbf {x}}} + sin varphi { hat { mathbf { y}}} { hat { boldsymbol { varphi}}} & = - sin varphi { hat { mathbf {x}}} + cos varphi { hat { mathbf {y} }} { hat { mathbf {z}}} & = { hat { mathbf {z}}} end {hizalı}}}$	Yok	${ displaystyle { begin {align} { hat { boldsymbol { rho}}} & = { frac { rho { hat { mathbf {r}}} + z { hat { boldsymbol { theta}}}} { sqrt { rho ^ {2} + z ^ {2}}}} { hat { boldsymbol { varphi}}} & = { hat { boldsymbol { varphi} }} { hat { mathbf {z}}} & = { frac {z { hat { mathbf {r}}} - rho { hat { boldsymbol { theta}}}} { sqrt { rho ^ {2} + z ^ {2}}}} end {hizalı}}}$
Küresel	${ displaystyle { begin {align} { hat { mathbf {r}}} & = sin theta left ( cos varphi { hat { mathbf {x}}} + sin varphi { hat { mathbf {y}}} right) + cos theta { hat { mathbf {z}}} { hat { boldsymbol { theta}}} & = cos theta left ( cos varphi { hat { mathbf {x}}} + sin varphi { hat { mathbf {y}}} right) - sin theta { hat { mathbf {z} }} { hat { boldsymbol { varphi}}} & = - sin varphi { hat { mathbf {x}}} + cos varphi { hat { mathbf {y}}} end {hizalı}}}$	${ displaystyle { begin {align} { hat { mathbf {r}}} & = sin theta { hat { boldsymbol { rho}}} + cos theta { hat { mathbf { z}}} { hat { boldsymbol { theta}}} & = cos theta { hat { boldsymbol { rho}}} - sin theta { hat { mathbf {z} }} { hat { boldsymbol { varphi}}} & = { hat { boldsymbol { varphi}}} end {hizalı}}}$	Yok

Formülü sil

İle tablo del kartezyen, silindirik ve küresel koordinatlarda operatör
Operasyon	Kartezyen koordinatları $(x, y, z)$	Silindirik koordinatlar $(ρ, φ, z)$	Küresel koordinatlar $(r, θ, φ)$ , nerede φ azimutal ve $θ$ kutup açısı^α
Vektör alanı $Bir$	${ displaystyle A_ {x} { hat { mathbf {x}}} + A_ {y} { hat { mathbf {y}}} + A_ {z} { hat { mathbf {z}}} }$	${ displaystyle A _ { rho} { hat { boldsymbol { rho}}} + A _ { varphi} { hat { boldsymbol { varphi}}} + A_ {z} { hat { mathbf { z}}}}$	${ displaystyle A_ {r} { hat { mathbf {r}}} + A _ { theta} { hat { boldsymbol { theta}}} + A _ { varphi} { hat { boldsymbol { varphi}}}}$
Gradyan $\nabla f$ ^[1]	${ displaystyle { kısmi f üzeri kısmi x} { hat { mathbf {x}}} + { kısmi f üzeri kısmi y} { hat { mathbf {y}}} + { kısmi f over kısmi z} { hat { mathbf {z}}}}$	${ displaystyle { kısmi f over kısmi rho} { hat { boldsymbol { rho}}} + {1 over rho} { kısmi f over kısmi varphi} { hat { kalın sembol { varphi}}} + { kısmi f üzerinden kısmi z} { hat { mathbf {z}}}}$	${ displaystyle { kısmi f over kısmi r} { hat { mathbf {r}}} + {1 over r} { kısmi f kısmi theta} { hat { boldsymbol { theta}}} + {1 over r sin theta} { kısmi f kısmi varphi} { hat { boldsymbol { varphi}}}}$
uyuşmazlık $\nabla \cdot Bir$ ^[1]	${ displaystyle { kısmi A_ {x} üzeri kısmi x} + { kısmi A_ {y} üzeri kısmi y} + { kısmi A_ {z} üzeri kısmi z}}$	${ displaystyle {1 over rho} { kısmi sol ( rho A _ { rho} sağ) fazla kısmi rho} + {1 fazla rho} { kısmi A _ { varphi} fazla kısmi varphi} + { kısmi A_ {z} üzerinde kısmi z}}$	${ displaystyle {1 r ^ üzerinde {2}} { kısmi sol (r ^ {2} A_ {r} sağ) üzerinde kısmi r} + {1 r sin theta} üzerinde { kısmi fazla kısmi theta} sol (A _ { theta} sin theta sağ) + {1 over r sin theta} { kısmi A _ { varphi} over kısmi varphi}}$
Kıvrılma $\nabla \times Bir$ ^[1]	${ displaystyle { başlar {hizalı} sol ({ frac { kısmi A_ {z}} { kısmi y}} - { frac { kısmi A_ {y}} { kısmi z}} sağ) & { hat { mathbf {x}}} + left ({ frac { kısmi A_ {x}} { kısmi z}} - { frac { kısmi A_ {z}} { kısmi x}} right) & { hat { mathbf {y}}} + left ({ frac { kısmi A_ {y}} { kısmi x}} - { frac { kısmi A_ { x}} { kısmi y}} sağ) & { hat { mathbf {z}}} end {hizalı}}}$	${ displaystyle { başla {hizalı} sol ({ frac {1} { rho}} { frac { kısmi A_ {z}} { kısmi varphi}} - { frac { kısmi A_ { varphi}} { kısmi z}} sağ) & { hat { boldsymbol { rho}}} + sol ({ frac { kısmi A _ { rho}} { kısmi z}} - { frac { kısmi A_ {z}} { kısmi rho}} sağ) & { hat { boldsymbol { varphi}}} {} + { frac {1} { rho} } left ({ frac { kısmi sol ( rho A _ { varphi} sağ)} { kısmi rho}} - { frac { kısmi A _ { rho}} { kısmi varphi} } sağ) & { hat { mathbf {z}}} end {hizalı}}}$	${ displaystyle { başla {hizalı} { frac {1} {r sin theta}} sol ({ frac { kısmi} { kısmi theta}} sol (A _ { varphi} sin theta right) - { frac { partial A _ { theta}} { partial varphi}} right) & { hat { mathbf {r}}} {} + { frac {1 } {r}} left ({ frac {1} { sin theta}} { frac { parsiyel A_ {r}} { parsiyel varphi}} - { frac { parsiyel} { kısmi r}} left (rA _ { varphi} right) right) & { hat { boldsymbol { theta}}} {} + { frac {1} {r}} left ({ frac { partial} { partly r}} left (rA _ { theta} right) - { frac { partial A_ {r}} { partial theta}} right) & { hat { kalın sembol { varphi}}} end {hizalı}}}$
Laplace operatörü $\nabla 2 f \equiv ∆ f$ ^[1]	${ displaystyle { kısmi ^ {2} f üzeri kısmi x ^ {2}} + { kısmi ^ {2} f üzeri kısmi y ^ {2}} + { kısmi ^ {2} f kısmi z ^ {2}}} üzerinde$	${ displaystyle {1 over rho} { kısmi fazla kısmi rho} sol ( rho { kısmi f üzeri kısmi rho} sağ) + {1 rho ^ üzerinde ^ {2} } { kısmi ^ {2} f üzeri kısmi varphi ^ {2}} + { kısmi ^ {2} f kısmi kısmi z ^ {2}}}$	${ displaystyle {1 r ^ üzerinde {2}} { kısmi üzerinde kısmi r} ! sol (r ^ {2} { kısmi f kısmi r} sağ) ! + ! {1 over r ^ {2} ! Sin theta} { parsiyel over parsiyel theta} ! Left ( sin theta { parsiyel f over parsiyel theta} sağ) ! + ! {1 r ^ {2} ! Sin ^ {2} theta} { bölümlü ^ {2} f kısmi varphi ^ {2}}} üzerinde$
Vektör Laplacian $\nabla 2 Bir \equiv ∆ Bir$	${ displaystyle nabla ^ {2} A_ {x} { hat { mathbf {x}}} + nabla ^ {2} A_ {y} { hat { mathbf {y}}} + nabla ^ {2} A_ {z} { hat { mathbf {z}}}}$	- [göster] 'i tıklayarak görüntüleyin - ${ displaystyle { begin {align} { mathopen {}} left ( nabla ^ {2} A _ { rho} - { frac {A _ { rho}} { rho ^ {2}}} - { frac {2} { rho ^ {2}}} { frac { kısmi A _ { varphi}} { kısmi varphi}} sağ) { mathclose {}} & { hat { kalın sembol { rho}}} + { mathopen {}} left ( nabla ^ {2} A _ { varphi} - { frac {A _ { varphi}} { rho ^ {2}}} + { frac {2} { rho ^ {2}}} { frac { kısmi A _ { rho}} { kısmi varphi}} sağ) { mathclose {}} & { hat { kalın sembol { varphi}}} {} + nabla ^ {2} A_ {z} & { hat { mathbf {z}}} end {hizalı}}}$	- [göster] 'i tıklayarak görüntüleyin - ${ displaystyle { begin {align}} left ( nabla ^ {2} A_ {r} - { frac {2A_ {r}} {r ^ {2}}} - { frac {2} {r ^ {2} sin theta}} { frac { partic left (A _ { theta} sin theta right)} { kısmi theta}} - { frac {2} {r ^ {2 } sin theta}} { frac { partial A _ { varphi}} { kısmi varphi}} sağ) & { hat { mathbf {r}}} + left ( nabla ^ {2} A _ { theta} - { frac {A _ { theta}} {r ^ {2} sin ^ {2} theta}} + { frac {2} {r ^ {2}}} { frac { parsiyel A_ {r}} { parsiyel theta}} - { frac {2 cos theta} {r ^ {2} sin ^ {2} theta}} { frac { kısmi A _ { varphi}} { kısmi varphi}} sağ) & { hat { boldsymbol { theta}}} + left ( nabla ^ {2} A _ { varphi} - { frac {A _ { varphi}} {r ^ {2} sin ^ {2} theta}} + { frac {2} {r ^ {2} sin theta}} { frac { kısmi A_ {r}} { partial varphi}} + { frac {2 cos theta} {r ^ {2} sin ^ {2} theta}} { frac { partic A _ { theta}} { kısmi varphi}} sağ) & { hat { boldsymbol { varphi}}} end {hizalı}}}$
Malzeme türevi^α^[2] $(Bir \cdot \nabla) B$	${ displaystyle mathbf {A} cdot nabla B_ {x} { hat { mathbf {x}}} + mathbf {A} cdot nabla B_ {y} { hat { mathbf {y} }} + mathbf {A} cdot nabla B_ {z} { hat { mathbf {z}}}}$	${ displaystyle { başla {hizalı} sol (A _ { rho} { frac { kısmi B _ { rho}} { kısmi rho}} + { frac {A _ { varphi}} { rho }} { frac { kısmi B _ { rho}} { kısmi varphi}} + A_ {z} { frac { kısmi B _ { rho}} { kısmi z}} - { frac {A_ { varphi} B _ { varphi}} { rho}} right) & { hat { boldsymbol { rho}}} + left (A _ { rho} { frac { kısmi B_ { varphi}} { kısmi rho}} + { frac {A _ { varphi}} { rho}} { frac { kısmi B _ { varphi}} { kısmi varphi}} + A_ {z } { frac { kısmi B _ { varphi}} { kısmi z}} + { frac {A _ { varphi} B _ { rho}} { rho}} sağ) & { hat { kalın sembol { varphi}}} + left (A _ { rho} { frac { kısmi B_ {z}} { kısmi rho}} + { frac {A _ { varphi}} { rho} } { frac { bölümlü B_ {z}} { kısmi varphi}} + A_ {z} { frac { bölüm B_ {z}} { bölüm z}} sağ) & { hat { mathbf {z}}} end {hizalı}}}$	- [göster] 'i tıklayarak görüntüleyin - ${ displaystyle { başla {hizalı} sol (A_ {r} { frac { kısmi B_ {r}} { kısmi r}} + { frac {A _ { theta}} {r}} { frac { parsiyel B_ {r}} { parsiyel theta}} + { frac {A _ { varphi}} {r sin theta}} { frac { parsiyel B_ {r}} { kısmi varphi}} - { frac {A _ { theta} B _ { theta} + A _ { varphi} B _ { varphi}} {r}} right) & { hat { mathbf {r}}} + left (A_ {r} { frac { kısmi B _ { theta}} { kısmi r}} + { frac {A _ { theta}} {r}} { frac { kısmi B_ { theta}} { partial theta}} + { frac {A _ { varphi}} {r sin theta}} { frac { kısmi B _ { theta}} { partial varphi}} + { frac {A _ { theta} B_ {r}} {r}} - { frac {A _ { varphi} B _ { varphi} cot theta} {r}} sağ) & { hat { boldsymbol { theta}}} + left (A_ {r} { frac { kısmi B _ { varphi}} { kısmi r}} + { frac {A _ { theta}} {r} } { frac { kısmi B _ { varphi}} { kısmi theta}} + { frac {A _ { varphi}} {r sin theta}} { frac { kısmi B _ { varphi} } { kısmi varphi}} + { frac {A _ { varphi} B_ {r}} {r}} + { frac {A _ { varphi} B _ { theta} cot theta} {r} } right) & { hat { boldsymbol { varphi}}} end {hizalı }}}$
Tensör $\nabla \cdot T$ (ile karıştırmayın 2. derece tensör sapması )	- [göster] 'i tıklayarak görüntüleyin - ${ displaystyle { begin {align} left ({ frac { kısmi T_ {xx}} { kısmi x}} + { frac { kısmi T_ {yx}} { kısmi y}} + { frac { kısmi T_ {zx}} { kısmi z}} sağ) & { hat { mathbf {x}}} + left ({ frac { kısmi T_ {xy}} { kısmi x}} + { frac { kısmi T_ {yy}} { kısmi y}} + { frac { kısmi T_ {zy}} { kısmi z}} sağ) & { hat { mathbf { y}}} + left ({ frac { kısmi T_ {xz}} { kısmi x}} + { frac { kısmi T_ {yz}} { kısmi y}} + { frac { kısmi T_ {zz}} { kısmi z}} sağ) & { hat { mathbf {z}}} uç {hizalı}}}$	- [göster] 'i tıklayarak görüntüleyin - ${ displaystyle { başla {hizalı} sol [{ frac { kısmi T _ { rho rho}} { kısmi rho}} + { frac {1} { rho}} { frac { kısmi T _ { varphi rho}} { kısmi varphi}} + { frac { kısmi T_ {z rho}} { kısmi z}} + { frac {1} { rho}} (T_ { rho rho} -T _ { varphi varphi}) right] & { hat { boldsymbol { rho}}} + left [{ frac { kısmi T _ { rho varphi} } { parsiyel rho}} + { frac {1} { rho}} { frac { kısmi T _ { varphi varphi}} { kısmi varphi}} + { frac { kısmi T_ { z varphi}} { kısmi z}} + { frac {1} { rho}} (T _ { rho varphi} + T _ { varphi rho}) right] & { hat { kalın sembol { varphi}}} + left [{ frac { kısmi T _ { rho z}} { kısmi rho}} + { frac {1} { rho}} { frac { kısmi T _ { varphi z}} { kısmi varphi}} + { frac { kısmi T_ {zz}} { kısmi z}} + { frac {T _ { rho z}} { rho}} sağ] & { hat { mathbf {z}}} end {hizalı}}}$	- [göster] 'i tıklayarak görüntüleyin - ${ displaystyle { begin {align} left [{ frac { kısmi T_ {rr}} { kısmi r}} + 2 { frac {T_ {rr}} {r}} + { frac {1 } {r}} { frac { partic T _ { theta r}} { kısmi theta}} + { frac { cot theta} {r}} T _ { theta r} + { frac { 1} {r sin theta}} { frac { parsiyel T _ { varphi r}} { kısmi varphi}} - { frac {1} {r}} (T _ { theta theta} + T _ { varphi varphi}) right] & { hat { mathbf {r}}} + left [{ frac { kısmi T_ {r theta}} { kısmi r}} + 2 { frac {T_ {r theta}} {r}} + { frac {1} {r}} { frac { parsiyel T _ { theta theta}} { parsiyel theta}} + { frac { cot theta} {r}} T _ { theta theta} + { frac {1} {r sin theta}} { frac { partic T _ { varphi theta}} { kısmi varphi}} + { frac {T _ { theta r}} {r}} - { frac { cot theta} {r}} T _ { varphi varphi} sağ] & { hat { kalın sembol { theta}}} + sol [{ frac { kısmi T_ {r varphi}} { kısmi r}} + 2 { frac {T_ {r varphi}} {r}} + { frac {1} {r}} { frac { partic T _ { theta varphi}} { partial theta}} + { frac {1} {r sin theta}} { frac { kısmi T _ { varphi varphi}} { kısmi varphi}} + { frac {T _ { var phi r}} {r}} + { frac { cot theta} {r}} (T _ { theta varphi} + T _ { varphi theta}) right] & { hat { boldsymbol { varphi}}} end {hizalı}}}$
Diferansiyel yer değiştirme $d ℓ$ ^[1]	${ displaystyle dx , { hat { mathbf {x}}} + dy , { hat { mathbf {y}}} + dz , { hat { mathbf {z}}}}$	${ displaystyle d rho , { hat { boldsymbol { rho}}} + rho , d varphi , { hat { boldsymbol { varphi}}} + dz , { hat { mathbf {z}}}}$	${ displaystyle dr , { hat { mathbf {r}}} + r , d theta , { hat { boldsymbol { theta}}} + r , sin theta , d varphi , { hat { boldsymbol { varphi}}}}$
Diferansiyel normal alan $d S$	${ displaystyle { begin {align} dy , dz & , { hat { mathbf {x}}} {} + dx , dz & , { hat { mathbf {y}}} {} + dx , dy & , { hat { mathbf {z}}} end {hizalı}}}$	${ displaystyle { begin {align} rho , d varphi , dz & , { hat { boldsymbol { rho}}} {} + d rho , dz & , { hat { boldsymbol { varphi}}} {} + rho , d rho , d varphi & , { hat { mathbf {z}}} end {hizalı}}}$	${ displaystyle { begin {align} r ^ {2} sin theta , d theta , d varphi & , { hat { mathbf {r}}} {} + r sin theta , dr , d varphi & , { hat { boldsymbol { theta}}} {} + r , dr , d theta & , { hat { boldsymbol { varphi}}} end {hizalı}}}$
Diferansiyel hacim $dV$ ^[1]	${ displaystyle dx , dy , dz}$	${ displaystyle rho , d rho , d varphi , dz}$	${ displaystyle r ^ {2} sin theta , dr , d theta , d varphi}$

^ α Bu sayfa kullanır

{ displaystyle theta}

kutup açısı için ve

{ displaystyle varphi}

fizikte yaygın gösterim olan azimut açısı için. Bu formüller için kullanılan kaynak

{ displaystyle theta}

azimut açısı için ve

{ displaystyle varphi}

ortak matematiksel gösterim olan kutup açısı için. Matematik formüllerini almak için,

{ displaystyle theta}

ve

{ displaystyle varphi}

yukarıdaki tabloda gösterilen formüllerde.

Önemsiz olmayan hesaplama kuralları

${ displaystyle operatorname {div} , operatorname {grad} f equiv nabla cdot nabla f equiv nabla ^ {2} f}$
${ displaystyle operatorname {curl} , operatorname {grad} f equiv nabla times nabla f = mathbf {0}}$
${ displaystyle operatorname {div} , operatorname {curl} mathbf {A} equiv nabla cdot ( nabla times mathbf {A}) = 0}$
${ displaystyle operatorname {curl} , operatorname {curl} mathbf {A} equiv nabla times ( nabla times mathbf {A}) = nabla ( nabla cdot mathbf {A} ) - nabla ^ {2} mathbf {A}}$ (Lagrange formülü del için)
${ displaystyle nabla ^ {2} (fg) = f nabla ^ {2} g + 2 nabla f cdot nabla g + g nabla ^ {2} f}$

Kartezyen türetme

${ displaystyle { begin {align} operatorname {div} mathbf {A} = lim _ {V to 0} { frac { iint _ { kısmi V} mathbf {A} cdot d mathbf {S}} { iiint _ {V} dV}} & = { frac {A_ {x} (x + dx) dydz-A_ {x} (x) dydz + A_ {y} (y + dy) dxdz-A_ {y} (y) dxdz + A_ {z} (z + dz) dxdy-A_ {z} (z) dxdy} {dxdydz}} & = { frac { kısmi A_ {x}} { kısmi x}} + { frac { kısmi A_ {y}} { kısmi y}} + { frac { kısmi A_ {z}} { kısmi z}} uç {hizalı}}}$

${ displaystyle { begin {align} ( operatorname {curl} mathbf {A}) _ {x} = lim _ {S ^ { perp mathbf { hat {x}}} to 0} { frac { int _ { kısmi S} mathbf {A} cdot d mathbf { ell}} { iint _ {S} dS}} & = { frac {A_ {z} (y + dy ) dz-A_ {z} (y) dz + A_ {y} (z) dy-A_ {y} (z + dz) dy} {dydz}} & = { frac { kısmi A_ {z} } { kısmi y}} - { frac { kısmi A_ {y}} { kısmi z}} uç {hizalı}}}$

İçin ifadeler ${ displaystyle ( operatöradı {curl} mathbf {A}) _ {y}}$ ve ${ displaystyle ( operatöradı {curl} mathbf {A}) _ {z}}$ aynı şekilde bulunur.

Silindirik türev

{ displaystyle { begin {align} operatorname {div} mathbf {A} & = lim _ {V to 0} { frac { iint _ { kısmi V} mathbf {A} cdot d mathbf {S}} { iiint _ {V} dV}} & = { frac {A _ { rho} ( rho + d rho) ( rho + d rho) d phi dz- A _ { rho} ( rho) rho d phi dz + A _ { phi} ( phi + d phi) d rho dz-A _ { phi} ( phi) d rho dz + A_ { z} (z + dz) d rho ( rho + d rho / 2) d phi -A_ {z} (z) d rho ( rho + d rho / 2) d phi} { rho d phi d rho dz}} & = { frac {1} { rho}} { frac { partici ( rho A _ { rho})} { partial rho}} + { frac {1} { rho}} { frac { parsiyel A _ { phi}} { parsiyel phi}} + { frac { kısmi A_ {z}} { kısmi z}} uç hizalı}}}

{ displaystyle { begin {align} ( operatorname {curl} mathbf {A}) _ { rho} & = lim _ {S ^ { perp { boldsymbol { hat { rho}}}} to 0} { frac { int _ { kısmi S} mathbf {A} cdot d mathbf { ell}} { iint _ {S} dS}} & = { frac {A_ { phi} (z) ( rho + d rho) d phi -A _ { phi} (z + dz) ( rho + d rho) d phi + A_ {z} ( phi + d phi) dz-A_ {z} ( phi) dz} {( rho + d rho) d phi dz}} & = - { frac { kısmi A _ { phi}} { kısmi z}} + { frac {1} { rho}} { frac { kısmi A_ {z}} { kısmi phi}} uç {hizalı}}}

{ displaystyle { begin {align} ( operatorname {curl} mathbf {A}) _ { phi} & = lim _ {S ^ { perp { boldsymbol { hat { phi}}}} to 0} { frac { int _ { kısmi S} mathbf {A} cdot d mathbf { ell}} { iint _ {S} dS}} & = { frac {A_ {z} ( rho) dz-A_ {z} ( rho + d rho) dz + A _ { rho} (z + dz) d rho -A _ { rho} (z) d rho} { d rho dz}} & = - { frac { kısmi A_ {z}} { kısmi rho}} + { frac { kısmi A _ { rho}} { kısmi z}} end {hizalı}}}

{ displaystyle { begin {align} ( operatorname {curl} mathbf {A}) _ {z} & = lim _ {S ^ { perp { boldsymbol { hat {z}}}} 0} { frac { int _ { kısmi S} mathbf {A} cdot d mathbf { ell}} { iint _ {S} dS}} & = { frac {A _ { rho} ( phi) d rho -A _ { rho} ( phi + d phi) d rho + A _ { phi} ( rho + d rho) ( rho + d rho) d phi -A _ { phi} ( rho) rho d phi} { rho d rho d phi}} & = - { frac {1} { rho}} { frac { kısmi A _ { rho}} { kısmi phi}} + { frac {1} { rho}} { frac { kısmi ( rho A _ { phi})} { kısmi rho}} end {hizalı}}}

{ displaystyle { begin {align} operatorname {curl} mathbf {A} & = ( operatorname {curl} mathbf {A}) _ { rho} { hat { boldsymbol { rho}}} + ( operatorname {curl} mathbf {A}) _ { phi} { hat { boldsymbol { phi}}} + ( operatorname {curl} mathbf {A}) _ {z} { hat { boldsymbol {z}}} & = left ({ frac {1} { rho}} { frac { kısmi A_ {z}} { partial phi}} - { frac { kısmi A _ { phi}} { kısmi z}} sağ) { hat { boldsymbol { rho}}} + left ({ frac { kısmi A _ { rho}} { kısmi z}} - { frac { kısmi A_ {z}} { kısmi rho}} sağ) { hat { boldsymbol { phi}}} + { frac {1} { rho}} sol ({ frac { kısmi ( rho A _ { phi})} { kısmi rho}} - { frac { kısmi A _ { rho}} { kısmi phi}} doğru) { hat { kalın sembol {z}}} uç {hizalı}}}

Küresel türetme

${ displaystyle { begin {align} operatorname {div} mathbf {A} & = lim _ {V to 0} { frac { iint _ { kısmi V} mathbf {A} cdot d mathbf {S}} { iiint _ {V} dV}} & = { frac {A_ {r} (r + dr) (r + dr) d theta , (r + dr) sin theta d phi -A_ {r} (r) rd theta , r sin theta d phi + A _ { theta} ( theta + d theta) sin ( theta + d theta) , rdrd phi -A _ { theta} ( theta) sin ( theta) , rdrd phi + A _ { phi} ( phi + d phi) rdrd theta -A _ { phi} ( phi) rdrd theta} {dr , rd theta , r sin theta d phi}} & = { frac {1} {r ^ {2}}} { frac { kısmi (r ^ {2} A_ {r})} { parsiyel r}} + { frac {1} {r sin theta}} { frac { partial (A _ { theta} sin theta) } { parsiyel theta}} + { frac {1} {r sin theta}} { frac { parsiyel A _ { phi}} { parsiyel phi}} end {hizalı}}}$

${ displaystyle { begin {align} ( operatorname {curl} mathbf {A}) _ {r} = lim _ {S ^ { perp { boldsymbol { hat {r}}}} 0 } { frac { int _ { kısmi S} mathbf {A} cdot d mathbf { ell}} { iint _ {S} dS}} & = { frac {A _ { theta} ( phi) , rd theta + A _ { phi} ( theta + d theta) , r sin ( theta + d theta) d phi -A _ { theta} ( phi + d phi) , rd theta -A _ { phi} ( theta) , r sin ( theta) d phi} {rd theta , r sin theta d phi}} & = { frac {1} {r sin theta}} { frac { partial (A _ { phi} sin theta)} { partial theta}} - { frac {1} {r sin theta}} { frac { kısmi A _ { theta}} { kısmi phi}} uç {hizalı}}}$

${ displaystyle { begin {align} ( operatorname {curl} mathbf {A}) _ { theta} = lim _ {S ^ { perp { boldsymbol { hat { theta}}}} 0} { frac { int _ { kısmi S} mathbf {A} cdot d mathbf { ell}} { iint _ {S} dS}} & = { frac {A _ { phi } (r) , r sin theta d phi + A_ {r} ( phi + d phi) dr-A _ { phi} (r + dr) (r + dr) sin theta d phi -A_ {r} ( phi) dr} {dr , r sin theta d phi}} & = { frac {1} {r sin theta}} { frac { kısmi A_ {r}} { kısmi phi}} - { frac {1} {r}} { frac { bölümlü (rA _ { phi})} { kısmi r}} uç {hizalı}}}$

${ displaystyle { begin {align} ( operatorname {curl} mathbf {A}) _ { phi} = lim _ {S ^ { perp { boldsymbol { hat { phi}}}} 0} { frac { int _ { kısmi S} mathbf {A} cdot d mathbf { ell}} { iint _ {S} dS}} & = { frac {A_ {r} ( theta) dr + A _ { theta} (r + dr) (r + dr) d theta -A_ {r} ( theta + d theta) dr-A _ { theta} (r) , rd theta} {(r) drd theta}} & = { frac {1} {r}} { frac { partial (rA _ { theta})} { partly r}} - { frac {1} {r}} { frac { kısmi A_ {r}} { kısmi theta}} uç {hizalı}}}$

${ displaystyle operatorname {curl} mathbf {A} = ( operatorname {curl} mathbf {A}) _ {r} , { hat { boldsymbol {r}}} + ( operatorname {curl} mathbf {A}) _ { theta} , { hat { boldsymbol { theta}}} + ( operatorname {curl} mathbf {A}) _ { phi} , { hat { boldsymbol { phi}}} = { frac {1} {r sin theta}} left ({ frac { partial (A _ { phi} sin theta)} { partici theta}} - { frac { kısmi A _ { theta}} { kısmi phi}} sağ) { hat { boldsymbol {r}}} + { frac {1} {r}} sol ({ frac {1} { sin theta}} { frac { kısmi A_ {r}} { kısmi phi}} - { frac { bölümlü (rA _ { phi})} { kısmi r}} right) { hat { boldsymbol { theta}}} + { frac {1} {r}} left ({ frac { partic (rA _ { theta})} { partly r}} - { frac { parsiyel A_ {r}} { partial theta}} right) { hat { boldsymbol { phi}}}}$

Birim vektör dönüştürme formülü

Bir koordinat parametresinin birim vektörü sen küçük bir olumlu değişiklik olacak şekilde tanımlanmıştır sen pozisyon vektörüne neden olur ${ displaystyle { boldsymbol { vec {r}}}}$ değiştirmek ${ displaystyle { boldsymbol { şapka {u}}}}$ yön.

Bu nedenle,

{ displaystyle { kısmi { boldsymbol { vec {r}}} over kısmi u} = { kısmi {s} üzerinde kısmi u} { boldsymbol { şapka {u}}}}

nerede s yay uzunluğu parametresidir.

İki takım koordinat sistemi için ${ displaystyle u_ {i}}$ ve ${ displaystyle v_ {j}}$ , göre zincir kuralı,

{ displaystyle d { boldsymbol { vec {r}}} = sum _ {i} { kısmi { boldsymbol { vec {r}}} kısmi u_ {i}} du_ {i} = sum _ {i} { partic {s} over partial u_ {i}} { boldsymbol { hat {u_ {i}}}} du_ {i} = sum _ {j} { kısmi { s} kısmi kısmi v_ {j}} { boldsymbol { hat {v_ {j}}}} dv_ {j} = toplam _ {j} { kısmi {s} üzerinden kısmi v_ {j} } { boldsymbol { hat {v_ {j}}}} sum _ {i} { kısmi {v_ {j}} kısmi u_ {i}} du_ {i} = toplam _ {i} toplam _ {j} { kısmi {s} üzerinden kısmi v_ {j}} { kısmi {v_ {j}} üzerinden kısmi u_ {i}} { boldsymbol { hat {v_ {j} }}} du_ {i}}

Şimdi, biz ${ displaystyle i ^ {th}}$ bileşen. İçin ${ displaystyle i { neq} k}$ , İzin Vermek ${ displaystyle du_ {k} = 0}$ . Sonra her iki tarafa da bölün ${ displaystyle du_ {i}}$ almak:

{ displaystyle { kısmi {s} üzerinde kısmi u_ {i}} { boldsymbol { hat {u_ {i}}}} = toplam _ {j} { kısmi {s} üzerinden kısmi v_ {j}} { kısmi {v_ {j}} üzerinde kısmi u_ {i}} { boldsymbol { hat {v_ {j}}}}}

Ayrıca bakınız

Referanslar

^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h Griffiths, David J. (2012). Elektrodinamiğe Giriş. Pearson. ISBN 978-0-321-85656-2.
^ Weisstein, Eric W. "Konvektif Operatör". Mathworld. Alındı 23 Mart 2011.

Dış bağlantılar

Maxima Bilgisayar Cebir sistemi betikleri bu operatörlerden bazılarını silindirik ve küresel koordinatlarda oluşturmak.

[griffiths-1] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h Griffiths, David J. (2012). Elektrodinamiğe Giriş. Pearson. ISBN 978-0-321-85656-2.

[Mathworld-2] Weisstein, Eric W. "Konvektif Operatör". Mathworld. Alındı 23 Mart 2011.

[1]

α

[2]