Teoria pola (fizyka)
Z Wikipedii
Teoria pola (fizyka), dział fizyki wypracowujący metody badania oraz badajaca pola fizyczne, czyli obszary w których występują zjawiska fizyczne. Fizycy matematyzując problem opisują te zjawiska poprzez przypisanie każdemu punktowi przestrzeni matematycznego obiektu, co odpowiada określeniu pewnej funkcji na przestrzeni, w której występuje pole.
Pola dzieli się ze względu na rodzaj funkcji:
- pole skalarne (np. temperatura, ciśnienie, potencjał elektryczny) - każdemu punktowi przypisuje liczbę;
- pole wektorowe (prędkość płynięcia cieczy, natężenie pola elektrycznego)
- pole tensorowe (naprężenia w ciałach)
- inne - obiekt matematyczny.
Zazwyczaj to samo pole fizyczne można opisywać polami różnego typu np. pole elektryczne można opisywać przez potencjał elektryczny lub przez natężenie pola elektrycznego.
[edytuj] Różniczkowe operatory pola
Współczesna fizyka opisuje pola i zależności zachodzące między wielkościami używając operatorów różniczkowych. Używanymi operatorami różniczkowymi są:
- gradient - który przekształca pole skalarne na pole wektorowe, wskazując kierunek największego wzrostu pola skalarnego,
- dywergencja - która polu wektorowemu przyporządkowuje pole skalarne, które określa źródła i ujścia pola wektorowego (przepływu, pola elektrycznego)
- rotacja - przypisuje polu wektorowemu inne pole wektorowe, które jeśli jest różne od zera oznacza istnienie zawirowań w przepływie (jeśli pole pierwotne jest przepływem).
Przykładem wyrażenia praw fizycznych z użyciem operatorów różniczkowych są Równania Maxwella.
[edytuj] Przedstawianie graficzne pól
Pola skalarne obrazuje się często poprzez połączenie liniami/powierzchniami punktów o takiej samej wartości np. punkty o takim samym potencjale grawitacyjnym (linie ekwipotencjalne)
Pola wektorowe obrazuje się poprzez rysowanie linii stycznych do wektora pola np. linie pola magnetycznego lub elektrycznego.
