II.2. Дифференциальные операции в векторном поле.
Известно
что операции над двумя векторами сводятся к построениям их скалярного инварианта
вектора
и тензора — диады
. В соответствии с этим простейшей дифференциальной операцией в векторном поле служит образование скалярного произведения набла-оператора на вектор:
Этот скаляр называется дивергенцией вектора.
Следующий шаг — образование вектора
называемого ротором (вихрем) вектора.
Наконец, образование диады приводит к тензору второго ранга
— градиенту вектора. Транспонированный тензор
имеет матрицу компонент
Произведение справа этого тензора на вектор
приводит к вектору
и, основываясь на этом равенстве, естественно называть тензор
производной вектора а по вектор-радиусу
и принять обозначение
Выделяя из тензора
его симметричную часть, получаем тензор
называемый деформацией вектора а. Сопутствующий тензору
вектор о по (1.4.9) определяется равенством
Обозначая еще через
кососимметричную часть
имеем
причем
Получаем
Применение набла-оператора к композициям из двух векторов иллюстрируется приводимыми ниже примерами.
1°. Градиент скалярного произведения
Это правило дифференцирования вполне аналогично (II. 1.4). Его записывают еще в другой форме, вводя в рассмотрение вектор, называемый производной
по направлению а:
так что
2°. Дивергенция векторного произведения
3°. Ротор векторного произведения
откуда следует