2.11
スカラー フィールドの勾配は、フィールドの最大空間変化率の方向と大きさを表します。勾配は、常に定数値の表面に対して垂直です。
これを理解するために、煙中に放出される二酸化炭素の分圧のスカラー場を考えてみましょう。
空間内の任意の点で、分圧は3つの座標軸の関数として表すことができます。
この圧力の軸に沿った偏微分を足し合わせると、二酸化炭素の分圧勾配と呼ばれるベクトル量が生成されます。
その大きさは圧力が変化する最大速度を示し、その方向は圧力が最も変化する方向を示します。
数学的には、スカラー場の勾配は、スカラー上で動作するベクトルとして書くことができます。このベクトルは del 演算子と呼ばれます。
円柱座標と球面座標では、スカラー場の勾配は変換関係によって表され、最初の項はこれらの座標系の del 演算子を示します。
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