论场论三度与两大定理在物理的应用张 晗信计0901时间与空间是物理最基本的物理量:我们也为了了解物理量随时间变化而做多次实验,定义了很多关系,比如速度等于位移随时间变化率, 加速度等于速度随时间变化率,v等于能量随时间变化率等, 因为时间是纯量 所以处理起来还算比较简易。我们也经常想了解物理量随空间的变化, 但是空间有方向性因此其变化比较多些,于是就有了梯度,散度与旋度等数学运算。首先,我们可以先了解一下梯度。梯度在教材上的定义是,如果f在点a所有的偏导数都存在,称向量为f在点a的梯度(gradient),记为或。如果f在点a可导,根据全导数的定义,当u是单位向量时,方向导数有着明显的几何意义,如果记是向量u和梯度的夹角,则当u与同方向时,=0,所以在f在点a的全部方向导数中,沿着的单位向量的方向导数最大。在中,梯度经常写为在中,梯度写为在物理中,力做功将能量储存成位能(或者以向量内积 Fdr 表示)因此反过来可知, 因此定义Fxi + Fyj +Fzk = -U 其中U= du/dxi +dU/