Проекція  цього вектора на будь-який напрямок є
границя відношення циркуляції вектора поля по, контуру, що лежить у площині,
яка проходить через точку Р і для якої вектор
 цього вектора на будь-який напрямок є
границя відношення циркуляції вектора поля по, контуру, що лежить у площині,
яка проходить через точку Р і для якої вектор  є
нормаллю, до площі, обмеженої цим контуром. Ця границя буде найбільшою у тому
випадку, коли напрямок нормалі збігається з напрямком
 є
нормаллю, до площі, обмеженої цим контуром. Ця границя буде найбільшою у тому
випадку, коли напрямок нормалі збігається з напрямком  .
.
За допомогою визначення ротора теорему Стокса можна подати у векторній формі:
 (12.6)
                                                                                    (12.6)
Потік ротора поля через поверхню S дорівнює циркуляції вектора по границі цієї поверхні.
Звідси випливає, що
якщо дві поверхні  мають одну і ту ж границю L, то потоки ротора через ці поверхні рівні між
собою.
 мають одну і ту ж границю L, то потоки ротора через ці поверхні рівні між
собою.
Наведемо дві властивості ротора поля.
1. Перша властивість виражає лінійність ротора і її доведення очевидне.
 (12.7)
                                                  (12.7)
2. Доведемо ще, що якщо  – скалярна функція, а
– скалярна функція, а  – векторна, то
– векторна, то
 (12.8)
                                                                                        (12.8)
Щоб довести (12.8) розпишемо  згідно з (12.5).
 згідно з (12.5).
 =
= +
+ +
+ =
= . Перетворимо окремо кожну з координат.
. Перетворимо окремо кожну з координат.  . Аналогічно
. Аналогічно  ,
, .
.
Підставимо знайдені координати в початковий
вираз, перегрупуємо і з трьох доданків винесемо за дужки спільний множник  . В дужці одержимо
. В дужці одержимо  .
Три дужки, які залишились -  це розкритий визначник
.
Три дужки, які залишились -  це розкритий визначник  ,
який дорівнює
,
який дорівнює  і властивість доведена.
 і властивість доведена. 
П.6. Обчислити ротор векторного поля:   
Розв’язок: Використаємо формулу (12.5)


Відповідь:  .
.
П.7. Знайти ротор вектора  напруженості магнітного
поля нескінченно довгого провідника по якому тече струм силою І.
напруженості магнітного
поля нескінченно довгого провідника по якому тече струм силою І.
Розв. Введемо
систему координат, спрямувавши вісь провідника вздовж вісі Оz. Як відомо з фізики, вектор напруженості
магнітного поля, створеного струмом, дорівнює  .
Завдяки обраній системі координат ми можемо, знаючи величину струму І, знайти
.
Завдяки обраній системі координат ми можемо, знаючи величину струму І, знайти  . Так як напрямним одиничним вектором для
напрямку провідника є орт
. Так як напрямним одиничним вектором для
напрямку провідника є орт  (вісь провідника
співпадає з віссю Оz), то
 (вісь провідника
співпадає з віссю Оz), то  .
.    
 , де
, де .
Знаходимо ротор вектора напруженості, застосовуючи (12.5).
 .
Знаходимо ротор вектора напруженості, застосовуючи (12.5).
 =
= =0.
=0.
Звідси бачимо, що =0 всюди крім вісі Оz, де він не визначений (при х=у=0 знаменник
обертається в нуль). А це значить, що магнітне поле вектора
=0 всюди крім вісі Оz, де він не визначений (при х=у=0 знаменник
обертається в нуль). А це значить, що магнітне поле вектора  всюди є безвихрове крім точок , які знаходяться
на вісі провідника струму.
 всюди є безвихрове крім точок , які знаходяться
на вісі провідника струму.   
12.3. Оператори Гамільтона і Лапласа та дії з ними
Розглянуті вище основні поняття векторного
аналізу: г р а д і є н т,  д и в е р г е н ц  і я       і    р о т о р – зручно
представляти за допомогою символічного в е к т о р а   («набла-вектор»).
 («набла-вектор»).
 (12.9)
                                                                                                           (12.9)
Розглянемо правила застосування цього вектора, який часто називають оператором Гамільтона:
1. Простий добуток
цього оператора на скалярну функцію  дає
градієнт цієї функції
 дає
градієнт цієї функції

 .                                (12.10)
.                                (12.10)
2. Скалярний
добуток набла-вектора  на векторну функцію
 на векторну функцію  дає
дивергенцію цієї функції:
 дає
дивергенцію цієї функції:

 (12.11)
      (12.11)
 3. Векторний
добуток   набла-вектора  на векторну
функцію
 на векторну
функцію  дає ротор цієї функції:
   дає ротор цієї функції:

 (12.13)
                (12.13)
Таким чином, дії з набла-вектором (оператором
Гамільтона) здійснюються за звичайними правилами дій векторної алгебри, а потім
множення наприклад,  на скалярну функцію
 на скалярну функцію   , заміняється похідною цієї функції по х.
, заміняється похідною цієї функції по х.
Операції знаходження градієнта, дивергенції і
ротора будуть, векторними диференціальними операціями першого порядку. У них
беруть участь тільки перші похідні від скалярних функцій або тільки один раз
застосовують оператор  .
.
Перейдемо тепер до векторних диференціальних операцій другого порядку.
Якщо у нас є скалярне поле  і ми знайшли градієнт  цього поля
 і ми знайшли градієнт  цього поля  , то поле градієнта є векторним полем і ми можемо
шукати його дивергенцію і ротор:
, то поле градієнта є векторним полем і ми можемо
шукати його дивергенцію і ротор:  і
і   .
.
Якщо у нас є 
векторне поле  то ми можемо знайти його
дивергенцію і ротор тобто векторне поле породжує два поля: скалярне поле дивергенції
 то ми можемо знайти його
дивергенцію і ротор тобто векторне поле породжує два поля: скалярне поле дивергенції
 і векторне поле ротора
 і векторне поле ротора  . Отже, ми можемо знаходити градієнт
першого поля
 . Отже, ми можемо знаходити градієнт
першого поля  : і дивергенцію та ротор другого
поля
: і дивергенцію та ротор другого
поля   і
 і  . 
Усього ми маємо п'ять векторних диференціальних операцій другого порядку.
Розглянемо їх.
. 
Усього ми маємо п'ять векторних диференціальних операцій другого порядку.
Розглянемо їх.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.