1、,二、环流量与旋度,斯托克斯公式,环流量与旋度,第七节,一、斯托克斯公式,第十章,一、 斯托克斯( Stokes ) 公式,定理1. 设光滑曲面 的边界 是分段光滑曲线,(斯托克斯公式),个空间域内具有连续一阶偏导数, 的,侧与 的正向符合右手法则,在包含 在内的一,(证略),则有,注意: 如果 是 xoy 面上的一块平面区域,则斯托克斯,公式就是格林公式,故格林公式是斯托克斯公式的特例.,为便于记忆, 斯托克斯公式还可写作:,或用第一类曲面积分表示:,例1. 利用斯托克斯公式计算积分,其中为平面 x+ y+ z = 1 被三坐标面所截三角形的整个,解: 记三角形域为, 取上侧,则,边界, 方
2、向如图所示.,利用对称性,例2. 为柱面,与平面 y = z 的交线,从 z,轴正向看为顺时针, 计算,解: 设为平面 z = y 上被 所围椭圆域 ,且取下侧,利用斯托克斯公式得,则其法线方向余弦,注:Stokes 公式的成立与以为边界曲线的曲面 的选择无关.,二、 环流量与旋度,斯托克斯公式,设曲面 的法向量为,曲线 的单位切向量为,则斯托克斯公式可写为,令, 引进一个向量,定义:,沿有向闭曲线 的环流量.,或,于是得斯托克斯公式的向量形式 :,旋度 .,rotation,注意 与 的方向形成右手系!,斯托克斯公式的物理意义:,的外法向量,计算,解:,例3. 设,内容小结,1. 斯托克斯公式,3. 场论中的三个重要概念,设,梯度:,散度:,旋度:,则,思考与练习,则,提示:,三式相加即得,斯托克斯(1819-1903),英国数学物理学家.,他是19世纪英国,数学物理学派的重要代表人物之一,其,主要兴趣在于寻求解重要数学物理问题,的有效且一般的新方法,在1845年他导,出了著名的粘性流体运动方程 ( 后称之,为纳维 斯托克斯方程 ),1847年先于,柯西提出了一致收敛的概念.,他提出的斯托克斯公式,是向量分析的基本公式.,他一生的工作先后分 五卷,出版 .,
