П.1.3. Сферические координаты

П.1.3. Сферические координаты - student2.ru В сферических координатах (рис. П.2) положение точки М в пространстве определяется тремя числами П.1.3. Сферические координаты - student2.ru , где П.1.3. Сферические координаты - student2.ru - расстояние от начала координат до точки, т.е. П.1.3. Сферические координаты - student2.ru ( П.1.3. Сферические координаты - student2.ru ³0); П.1.3. Сферические координаты - student2.ru - угол между осью Oz и радиус-вектором П.1.3. Сферические координаты - student2.ru точки (0 £ П.1.3. Сферические координаты - student2.ru £ p), П.1.3. Сферические координаты - student2.ru - угол между осью Ох и проекцией радиус-вектора точки П.1.3. Сферические координаты - student2.ru на плоскость хОу (0 £ П.1.3. Сферические координаты - student2.ru < 2p).

Декартовы и сферические координаты связаны между собой соотношениями

П.1.3. Сферические координаты - student2.ru П.1.3. Сферические координаты - student2.ru , П.1.3. Сферические координаты - student2.ru .

С координатами r, q и f связана правая тройка единичных ортогональных векторов

П.1.3. Сферические координаты - student2.ru .

Элементы длины, площади и объема в сферических координатах имеют следующий вид:

П.1.3. Сферические координаты - student2.ru

П.1.3. Сферические координаты - student2.ru

П.1.3. Сферические координаты - student2.ru .

Векторные соотношения в сферических координатах:

градиент скалярной функции j

П.1.3. Сферические координаты - student2.ru ,

дивергенция векторной функции П.1.3. Сферические координаты - student2.ru

П.1.3. Сферические координаты - student2.ru ,

ротор векторной функции П.1.3. Сферические координаты - student2.ru

П.1.3. Сферические координаты - student2.ru .

Оператор Лапласа в сферических координатах имеет вид:

П.1.3. Сферические координаты - student2.ru .

В некоторых случаях оператор Лапласа записывают так: П.1.3. Сферические координаты - student2.ru , где

П.1.3. Сферические координаты - student2.ru - его радиальная часть, а

П.1.3. Сферические координаты - student2.ru - угловая часть.

В центрально-симметричном поле, распределение которого не зависит от углов П.1.3. Сферические координаты - student2.ru и П.1.3. Сферические координаты - student2.ru , П.1.3. Сферические координаты - student2.ru , т.е. такое поле описывается одномерным оператором Лапласа П.1.3. Сферические координаты - student2.ru .

Наши рекомендации