怎样理解电磁场理论关于“散度”“旋度”“梯度”的概念?

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于知 - BRONY/EE转CS/留学中

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其实这个东西本没有这么麻烦。我更倾向于从字面上理解这三个观点。什么是散度?把两个字分别组词,即发散的程度。白若柒答主形容的很贴切,就像是水流中的水源。旋度同理,即旋转的程度。我想重点说的是目前所有答主都没有说的很清楚的梯度。梯度在英文中叫做gradient,又可以翻译为坡度,或者倾斜度。这样一看是不是豁然开朗了呢?现实中我们感性认识的所谓坡度或者倾斜度是指什么?我个人理解就是对一个斜坡最快的下降程度,或者说对从它上面滚下来的物体的最大的加速程度。(这里的阐述极其不专业,只是我的思想方法,并没有考证过坡度是否真的是这个定义,而且有点绕哈>▽<)因此,梯度也可以理解为在一个标量场中增长最快的方向(程度)。那么,三者有什么关系呢?我个人的理解是:梯度只是一个标量场中一维的方向,散度对应着二维空间中的发散程度,而旋度则对应到三维空间中旋转的程度。三者层层递进,配合亥姆霍兹定理,共同在矢量分析中发挥着基础性的作用。
 
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白若柒

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电磁学最重要的概念是场,因为电磁作用的媒介就是场。
那场这个东西又看不到,又比较抽象,那怎么表述嘞。就是场首先是存在的,我们要去描述它。
所以梯度,旋度和散度可以描述场的性质。场比作成一个物品,而这些“度”就是物品的照片,为了描述它。
梯度可以类比于地图中的海拔场;散度类比于水流中的源;旋度类比于从一个方向看水中某点的旋转程度。为什么可以这样类比,因为场的相互作用的机理是一致的。

陈子hong

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一个量的散度值是点乘deta,旋度值是叉乘deta。从物理图像上看,若你在空间作一包络面,点散度值表示矢量穿出该面的程度,旋度值表示矢量贴着该面的程度。

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