thumb|250px|Diagram ilustrujący pole wektorowe w przestrzeni thumb|250px|Diagram ilustrujący pole wektorowe w przestrzeni

Pole wektorowe – funkcja, która każdemu punktowi przestrzeni przyporządkowuje pewną wielkość wektorową. Formalnie definicja pola wektorowego odwołuje się do teorii miary i teorii przestrzeni Hilberta.

Definicja pola wektorowego Niech będzie przestrzenią z miarą. Rozważmy rodzinę przestrzeni Hilberta Dokładniej rodzinę przestrzeni Hilberta . Elementy produktu nazywamy polami wektorowymi.

Rodziną fundamentalną pól -mierzalnych nazywamy rodzinę spełniającą warunki: funkcja jest -mierzalna dla Zob. podprzestrzeń liniowa. dla każdego

Pole wektorowe

nazywamy mierzalnym, gdy wszystkie funkcje są -mierzalne.

Pola -mierzalne stanowią podprzestrzeń liniową produktu Produkt przestrzeni liniowych jest przestrzenią liniową..

Przykłady pól wektorowych Przykładami pól wektorowych znanymi z fizyki są: pole grawitacyjne – pole wektorów natężenia pola grawitacyjnego, pole elektryczne – pole wektorów natężenia pola elektrycznego, pole magnetyczne – pole wektorów indukcji magnetycznej, pole prędkości i potencjał zespolony przepływu – określa prędkość przepływu płynu w każdym punkcie przestrzeni.

Teoretycznym badaniem pól fizycznych zajmuje się dział fizyki zwany teorią pola. W teorii tej pola przedstawiane są jako funkcje matematyczne.

Operacje różniczkowe na polach wektorowych Dywergencja pola Dywergencją pola wektorowego określonego w punktach przestrzeni nazywa się pole skalarne równe sumie odpowiednich pochodnych cząstkowych, obliczonych na składowych wektora

Pole skalarne będące dywergencją pola wektorowego jest różne od zera w punktach, gdzie są źródłami pola wektorowego (np. pole elektrostatyczne ma dywergencję różną od zera w punktach, gdzie znajdują się ładunki elektryczne). Powyższa definicja jest słuszna w układzie współrzędnych kartezjańskich. Definicje w innych układach współrzędnych omówiono w artykule Dywergencja.

Rotacja pola Rotacją pola wektorowego nazywa się pole wektorowe takie że

Rotacja przypisuje polu wektorowemu inne pole wektorowe. Jeśli rotacja jest różne od zera w punkcie to oznacza że wokół tego punktu pole wektorowe wiruje.

Powyższa definicja jest słuszna w układzie współrzędnych kartezjańskich. Definicje w innych układach współrzędnych omówiono w artykule Rotacja.

Zobacz też

dywergencja pola gradient pola pole skalarne pole tensorowe rotacja pola teoria pola

Uwagi

Przypisy

Literatura

Kategoria:Fizyka matematyczna Kategoria:Rachunek wektorowy Kategoria:Teoria pola