1、第 0 章 数学准备1授课主要内容 教学方法与说明引 言一、电动力学的研究对象电动力学研究电磁场的基本属性, 运动规律及其与带电物质之间的相互作用。电磁场是物质世界的重要组成部分，是我们每天都要接触到的，无论是照明，通讯及生活的方方面面, 都离不开电磁场。电磁场对生产科研的重要性自不必说。二、电动力学发展简史任何一门学科都是人类生产斗争，科学实验的经验总结,电动力学也是如此。最初,人们研究静电,静磁,电流等现象,得到一些实验定律,例如库仑定律(1785 年，法国物理学家库仑)、毕奥萨伐尔定律。但并未认识电现象与磁现象之间的内在联系。1820 年 7 月 21 日，丹麦物理学家奥斯特（关于磁针上
2、电流碰撞的实验 ）发现电流的磁效应。据此，人们知道了“电”能生“磁” 。1821 年，英国物理学家法拉第开始考虑“磁”能否生“电” 。历经十年艰辛探索，法拉第终于在 1831 年 8月 26 日，发现电磁感应现象，1851 年建立了电磁感应定律的数学表达式。法拉第还提出“场”的思想（电荷和电荷之间的作用不是超距作用，而是借助于电场） ，为建立电磁场的数学理论提供了物理依据。以后人们才把电现象和磁现象统一起来讨论。英国数学物理学家麦克斯韦总结了 1785 年以来的电磁学实验和相关规律，在法拉第提出的场的物理观念基础上，于 1862 年提出“位移电流”的新概念，终于在 1864 年，把电磁学规律统
3、一起来，总结为麦克斯韦方程组。原始形式包括 20 个变量，20 个方程，其中包括已经不再作为电磁场基本方程的公式，比如库仑定律、欧姆定律、安培定律、毕奥萨伐尔定第 0 章 数学准备2律，位移电流、电流连续性方程等。在理论上预言了电磁波的存在。1888 年，德国物理学家赫兹用实验中实现了电磁波，证明了麦克斯韦理论的正确性，并于 1890 年把麦克斯韦方程组的原来形式，改造成为现在的通用形式。电磁波的发现和现代无线电技术的发展丰富了电磁场理论。但是，人们对电磁场的本质认识却仍然包含着很大错误，即把电磁场理解为某种“绝对静止”地充满整个空间的，类似于弹性介质的“以太”的运动形态。但在对运动介质中电磁
4、现象的进一步研究中，表明了这种理论存在的根本困难。1905 年爱因斯坦提出真空中光速不变原理和狭义相对性原理，建立了“狭义相对论”,建立了新的时空观（时空是物质运动的属性） ，否定了牛顿时代的时空观（时空是独立于物质运动的客体，空间框框，时间之流，然后再把物质放入其中） ，使电动力学在新的时空理论基础上，发展成为完整的、适用于任何惯性参照系的理论。狭义相对论是现在物理学发展的重要理论基础之一，对物理学的发展具有深远的影响。1915 年，爱因斯坦提出了“广义相对论” ，认为时空是弯曲的（分布决定几何，几何决定运动） 。20 世纪 30 年代以后,随着量子力学的建立,又发展了“量子电动力学” （费
5、曼） ，成为研究微观世界电磁现象的有力工具。近些年来的进一步研究，又发现了电磁相互作用与弱相互作用在本质上是统一的，建立了弱电统一理论，并得到了实验的验证。现在人们正在为四大相互作用的统一而努力着。超弦理论是其中最有可能的候选者之一。三、电动力学课程的基本内容1.电磁现象的普遍规律2.与时间无关的电磁问题，静电，静磁（相对于观察者来说，静止不动） 。3.电磁波的传播和辐射（与时间有关，我们研究的只是这两个方面）。4.狭义相对论的基础。第 0 章 数学准备3四、学习电动力学的目的电动力学是普通物理“电磁学”的后续课,电磁学着重于电磁场的基本性质和基本概念，而电动力学在电磁学的基础上更深入讨论电磁
6、场的本质。比起电磁学来，理论性更强，使用更多的数学工具。学习本课程,首先要掌握电磁场的基本规律和加深对电磁场物质性的理解。其次，要掌握本课程的基本思想方法和相应的数学方法，并能用这些方法解决实际问题。最后，通过相对论的学习，进一步加深对时空本质的认识及其它物理规律本质的认识。学生通过本门课程的学习，提高分析处理问题的水平和增强理论思维能力。五、知识前提1.普通物理（主要是电磁学） ，初等微积分，矢量代数应很熟悉2.矢量分析，场论基础作为本课程的第 0 章3.数理方法（程） ，特殊函数提到时应该能理解六、参考书目罗春荣 电动力学 西安交通大学出版社 2000（第三版）尹真 电动力学 科学出版社
7、2005（第二版）汪德新 电动力学 科学出版社 2005七、其它说明1.课前预习，课后复习2.课中认真听讲，及时沟通，记笔记（三方面的信息都要记，板书，语言，动作）3.利用好辅导答疑时间，及时完成作业4.本课程没有期末总复习，不圈定考核重点第 0 章 数学准备4第 0 章 数学准备第一节 矢量分析与场论基础在电动力学中应用较多的数学知识是矢量分析与场论基础。因而,我们首先对这两方面的有关内容进行总结归纳.主要是为了应用,而不追求数学上的严格. 一、矢量代数1.两个矢量的点乘、叉乘若 123(,)a123(,)b则 , 的点乘(也称标量积)b( )123a cosab, 的叉乘 (也称矢量积)a
8、 )()()( 1213132321321 baebaebaebaeb ， 为 , 的夹角的 大 小asin方向：既垂直于 ，又垂直于 ,与 满足右手螺旋关系。aba叉乘的不可交换性 2.三个矢量的混合积 1223()()()()cabcab= )(121313 baca几何解释:以 为棱的平行六面体的体积c,第 0 章 数学准备5性质：(1)轮换不变性 ，在点乘号,叉乘号位置不变的情况下,把矢量按顺序轮换,其混合积不变. ()()()abcacb(2)若只把两个矢量对调,混合积反号。()()()()ca(3)若矢量位置不变只交换点乘号叉乘号,混合积不变但必须先做叉乘( 用括号保证这个顺序)
9、。()()abcc3.三个矢量的叉乘令 ()f则12323231121eeefcccabab1 3231212311()()()()fcccaaba同理 22()fcb33()故 ()cabfca而 )()b二者都是：把括号外的矢量与离它较远的矢量点乘，再乘以另一矢量所得的项取正号,把括号外的矢量与离它较近的矢量点乘，再乘以另一矢量所得的项取负号。两者取和。(“远正近负，再取和 ”)二、场的概念在许多科学技术问题中，常常要考虑某种物理量（如温度、密度、电势、力、速度）在空间的分布和变化规律。这是需要引入场的概念。如果在第 0 章 数学准备6全部空间或部分空间里的每一点，都对应着某个物理量的一个
10、确定的值，就说在这空间里确定了该物理量的一个场。1.数学上，场是空间时间的函数时间坐标 t空间坐标 ， 构成右手系。(,)xyzixjykz,ij标量场 空间的每一个点对应一个标量矢量场 空间的每一个点对应一个矢量张量场 空间的每一个点对应一个张量2.物理上， 描述某一物理客体，具有一定分布规律的物理量3.记号 标量场 ()x矢量场 F张量场 Tx（4.场中的物理量在各点处的对应值随时间变化的，这个场称为稳定场；否则称为不稳定场。三、场分析及其微分特征量（矢量微分）整体上来看 分析场的奇异性，敛散性局域上来看 函数某点附近的性质，微分特征量。1.梯度在标量场中，标量的分布情况，可以将借助等值面
11、或等值线来进行了解。但是这只能大致地了解到标量在场中总的分布情况，是一种整体性的了解。 而研究标量场的另一个重要方面，就是还要对它作局部性的了解，即还要考察标量在场中各个点的邻域内沿每个方向的变化情况。为此，引入方向导数，梯度的概念。(1)方向导数方向导数给出了函数 在给定点处沿某个方向的变化率问题。然而()x第 0 章 数学准备7从场中的给定点出发，有无穷多个方向，函数沿哪个方向的变化率最大呢？最大变化率为多少呢？带着这些问题，我们来看方向导数。函数 在 点 方向上的方向导数为（场的空间坐标为 ）()xMl ()xl(,)(dyzllxlll方向上的单位矢量 。 ， ，l0xyzijkllc
12、osxcosyl在 点 方向上的方向余弦。其余三个数 ， ， 也可coszlMl z视为某一矢量的坐标 。xyzGee(2)梯度在直角坐标系下，定义梯度(gradient) ： 。xyzgradee这样上式可以表示为 。0dll从该式可以看出梯度是方向导数的一种，方向为标量函数 上()x升最快的方向，大小为其改变率数值。(3)梯度的性质（1）梯度与坐标系的选取无关，只取决于场的分布；（2）方向导数是梯度在该方向上的投影；（3）梯度的方向为指向 增加最快的方向。()x2.散度： (1)通量通量的定义，设有矢量场 ，沿某一有向曲面 的某一侧面的曲面积分FSsFdS叫做矢量场 向积分所沿一侧穿过曲面
13、 的通量。说明：1.积分号无论几重积分都用单重记号，看变量而定几重积分;2.通量可以叠加;第 0 章 数学准备83.若为闭合面， ，一般约定以球面的外法线方向为正sFdSA方向，穿出曲面为正，穿入曲面为负，相切为零。根据通量的正负可以得知 内有产生通量 的正源（源）或负源（汇、壑、闾） 。但仅此还不能了解源在 内的分布情况以及源的强弱S程度等问题。为了描述上述问题，我们引入散度的概念。(2)散度散度(divergence)的定义 0limsVsFdSdivfA散度表示在场中一点处通量对体积的变化率，又称为通量体密度。也就是在该点处对一个单位体积来说所穿过的通量，称之为该点处源的强度（散发通量或
14、吸收通量的能力） 。其符号的正负表示在该点处有散发通量之正源或有吸收通量之负源，其绝对值 就相应的表示在该divf点处散发通量或吸收通量的强度。对于流体来说，散度表示稳定流动的不可压缩流体在源点处的源头强度， （单位时间单位体积内所产生的流体质量） 。(3)散度的性质（1）与坐标系的选取无关，取决于场的分布。 （2）在直角坐标系下有 yxzfdivf3旋度（1）环量的定义： 设有矢量场 ，则沿场中某一闭合的有向曲线 的F l曲线积分lFdA称为此矢量场按积分所取方向沿曲线 的环量。l我们已知磁场中有 lHdI由上式可以知道，磁场 的环量， 为通过磁场中以 为边界的一块面HIl积 的总的电流强度
15、。显然，仅此还不能了解磁场中任一点 处通向S M第 0 章 数学准备9任一方向 的电流密度（即在点 处沿 的方向，通过与 垂直的单位nMnn面积的电流强度） 。为了研究这一类问题，我们引入环量面密度的概念。（2）环量面密度。设 为矢量场 中的一点，在 点处取定一个方向 ，再过 任作一MF nM微小曲面 ，以 为其在 点处的法矢，对此曲面，我们同时又以SnM表其面积，其周界 之正向取作与 构成右手螺旋关系。则矢量场ln沿 之正向的环量 与面积 之比，当曲面 在保持 点于其上lSS的条件下，沿着自身缩向 点时，若 的极限存在，则称其为矢量场在点 处沿方向 的环量面密度（就是环量对面积的变化率） ，
16、记作Fn，即，nlimlilnSMSFdA例如，在磁场强度 所构成的磁场中的一点 处，沿方向 的环量面HMn密度，(电流密度) 。lililnSMSMdId又如在流速场 中的一点 处，沿方向 的环量面密度为vnlimlil ttnSMSMdQdA即为在点 处与 成右手螺旋方向的环流对面积的变化率，称为环流n密度（或环流强度） 。单位时间单位面积流走的电荷电量。从上面我们可以看出，环量面密度是一个和方向有关的概念，正如标量场中的方向导数与方向有关一样。然而在标量场中，梯度矢量，在给定点处，它的方向表出了最大方向导数的方向， 其模即为最大方向导数的数值， 而且它在任意方向的投影，就给出该方向上的方
17、向导数。这种情况，给我们一种启示，能否找到这样一种矢量，它与环量面密度的关系，正如梯度与方向导数之间的关系一样。这个矢量我们称之为旋第 0 章 数学准备10度.下面，我们给出旋度的定义，（3）旋度 若在矢量场 中的一点 处存在这样的一个矢量 ，矢量场 在FMRF点 处沿其方向的环量面密度为最大，这个最大的数值，正好就是 ，M则称矢量 为矢量场 在点 处的旋度(rotation, curl)，记作 ，即R rotrotF简言之，旋度矢量在数值和方向上标出了最大的环量面密度。(4)旋度的性质（1）旋度与坐标系的选取无关，只取决于场的分布；（2）旋度矢量在任一方向上的投影，就等于该方向上的环量面密度
18、，即有 。nrotF0limlnSdtA例子 1:在磁场 中，旋度 是在给定处，它的方向乃是最大电流密Hrot度的方向，其模即为最大电流密度的数值，而且它在任一方向上的投影，就给出该方向上的电流密度。在电学上称 为电流密度矢量。rotH例子 2:在流速场 中，旋度 是在给定处，它的方向是最大环流密度vrotv的方向，其模即为最大环流密度的数值，而且它在任一方向上的投影，就给出该方向上的环流密度。（3）在直角坐标系中 ()()()xyzy yxxz zzxyzef ffrotff eeef 例题：设一刚体绕过原点 的某个轴 转动，其角速度为Ol，则刚体上的每一点处都具有线速度 ，从而构成一123
19、ijk v第 0 章 数学准备11个线速度场。由运动学知道，矢径为 的点 的线速度为rxiyjzkM，求线速度 的旋度。vr233112()()()zyixzj v解：由速度场的雅可比（Jacobi）矩阵 32120Dv得 123rotvijk这说明，在刚体转动的线速度场中，任一点 的旋度，除去一个常数M因子外：恰恰等于刚体转动的角速度（旋度因此得名） 。注，对于一个矢量 ，雅可比矩阵可以表示为(,)xyzfyzifjkfxxyyzzffDffx其中对角元 ， ， 之和为 ，其余六个正好是旋度的公式fyzfdivf中所需要的。按照逆 顺序排列，每两个作为一组求和，其中后面的偏S导数前面加负号，
20、并且按照 的顺序排列。,ijk四、几个重要定理1牛顿莱布尼兹定理()badl（由方向导数的公式 ，得 ，从 到 取积0lldlab分得到）()badl第 0 章 数学准备122奥斯特罗格拉得斯基公式（或称高斯（Gauss ）公式，奥高公式）：SVfdfA闭曲面 S 为 V 的表面， 等于 乘以外法线方向单位矢量。sd（在矢量场中任取体积 ，包围这个体积的闭合面为 ，用垂直于坐S标轴的三组平行面把体积 分割成许多无限小的六面体（分割足够细，可以看成六面体） ，由散度的定义 可知，通过0limsVsFddivfA每个六面体表面的通量是 ，在 所围的体积SfS中，小六面体的表面可以分成两种：一种是内
21、部的面，它们每个同时V是相邻两个小六面体的表面，但是对于这两六面体，此面的法线方向应当是相反的，所以此面的通量对一个六面体来说是正的对另一个就是负的，因而在求和时，所有内部的面上通量都互相抵消，另一种是外部的面，它们是面 的一部分，而且只是六面体的一个表面，所以求和时只S剩下这部分通量的和，由此可见，上式的右边就是通过面 的通量即S，最后得到 ）sFdASVfdfA3.斯托克斯（stokes）公式：LSflf闭曲线 为 的边界。 方向与 成右手螺旋关系。L（在矢量场 中，任取一个非闭合面 ，它的圆周界长度为 ，把 任ASlS意分割为无数多的面积元 ， 的边界为 ，绕行的方向与 的绕行idsii
22、l方向相同，根据旋度的定义式 ，limlnSMFderotA对于每个面积元矢量 的线积分为 ，A ()ni nelFdrtotS将此结果求和 ，沿小面积元的()()nni eel sFdroto边界取线积分时，内部沿每两个面积元的边线都计算了两次，而且积分的方向相反，在求和时这两部分互相抵消，结果只剩下外边与 重合部l第 0 章 数学准备13分的积分值，因而得到 ，于是最后得到illFdA）neLSSFdlA4.标量场本质上可以由该场的梯度确定，矢量场本质上由该场的散度、旋度确定。五、微分算符 （nabla，Hamilton，代尔）1. 的性质（1）算符性（约定被作用量放在算符 的右侧）（2）
23、矢量性（3）一阶微分性（4）直角坐标系下， xyzee2.二次微商（1） ()0证明： =0yzezyxexzyx 逆定理：反之，在单连通区域，如果某一矢量 的旋度为零( )，f0f则矢量 可表示为某个标量的梯度 ， 称为矢量场 的标量势。f f补：单连通区域的判定办法：对于区域内任意选取闭合回路，都能使之在区域内连续收缩，若能收缩为区域内的一点，则该区域为单连通区域（1）无孔的三维空间单连通（2）三维空间抽出 轴非单连通z第 0 章 数学准备14（3）三维空间挖出一个球单连通（4）三维空间挖出一个球壳非连通，球内球外均为单连通，整体为非连通区域。（5） （2）中去掉包含 轴的半个空间单连通z
24、（6）除去包含闭合电路为边界所张成的面后的空间单连通（2） 0f证明： 0y yx xz zf fffx记忆： 0f逆定理：如果某一矢量 的散度为零（ ） ，则矢量 可表为另AAA一矢量的旋度 。 称为矢量场 的矢量势f（3）222()()xyz22222xzyffffeexyz（4） 2()()fff证明：由 ()()cabcabcab故 2fffff3.乘积场的微商， 算子具有矢量性和微分性(I.18)()(I.19)()ff(I.20)()(I.21)()()fgfg(I.22)() ()ff(I.23)()(ff gf第 0 章 数学准备15只要把 看成具有矢量运算和微分运算双重性质的
25、量，从这两种运算的特点考虑，即可得到上面这些式子。(I.18) 作为一个矢量，与标量 相乘，结果应是矢量，由于又是微分算子，因而它对 的乘积的作用 应得 。)(I.19) 作为微分算子，既要作用到 上，又要作用到 上 ，再考f虑到 的矢量性质，必须把点乘放在正确的位置上，不能有 而()应得 两项。()ff(I.20)与上式道理相同， 作为微分算子既要作用到 上，又要作用在 上，但叉乘号必须放到正确位置上，因而得 。f ff(I.21) 根据 的微分性质，应分别作用到 ， 上，可形fg fg式上写为 而且 还有矢量性质，可()f gf通过矢量混合积的性质改写，使其分别直接作用到 和 上。由fab
26、cc有 f fggf第二项 不能写成 ， 因 要作用在 上。()g考虑到 gggfff故得 ()()()(I.22) （微分性）f gf f由 因而由矢量性得abcabcf ffgfgf ， 因 只作用在 上 ()ff同理， gggffffg第 0 章 数学准备16最后得 ()()()fgfgfgf(I.23) （ 由微分性）f而由 ()()()abcabc得 故 f ffggfgf(括号里面的量一个一定在括号外，有一个一定在括号里面。其脚标的量一定在括号内，不是脚标的量一定在括号外。 表示对 作用，ff因此 一定在括号里面，因此有 ，然后根据三个矢量叉乘进行ff运算分析即可。)同理 ggff
27、gf于是 ()()()(gf 六、特别提醒以上应用 的微分运算要严格按照要求，规范书写。作业：书后习题1、2、3、4、5、6第 0 章 数学准备17第二节 -函数简介本节是为了格林函数做基础的，可视具体学时适当删减。一、电荷密度的 函数表示1、数学上的 函数定义 质点 处的 函数定义为： 0x；()0x积分区域 V 为包含 点的任意区域。1Vd 0x可见，在 点， 必为无穷大，否则不可能使包围 点的0x()x 0x小区域内的积分为 1。性质 (1) 选择性 ， 为原点 附近的连续()(0)Vfdffx函数。 为包含 在内的任意区域。0x(2) 偶函数 ()x(3) (ax更一般的 函数应定义在
28、 附近：x当 时()0x当 时1Vd V性质 选择性 为 点附近的连续()()Vfxdfx()fx函数， 为包含 点在内的任意区域。2、电荷密度：第 0 章 数学准备18通常电荷密度是与空间位置有关的有限连续函数。如果不是有限连续的，例如点电荷（点电荷是体积很小,电荷密度很大的带电小球的极限） ，或分布在一表面上或一曲线上的电荷，可用 函数表示，因此我们可以用来表示一个点电荷的电荷密度为 ()xqx一组点电荷的电荷密度为 (ii一个在原点处的电偶极子的电荷密度为 ()(xpx( 函数的导数是奇函数，以电偶极子 的中心为坐标原点， pql两个点电荷 分别处于 ，于是当 ，q()22xyzlxee
29、 0l该体系的电荷密度为 ()()( ()llxqxxyzxlp其中 .)在曲线坐标系中用 函数表示电荷密度。例如，在球坐标系中均与分布在半径为 的球壳上的电荷为 ，则电荷密度为Rq2()()4qrr22sin()4qdrRdq在柱坐标系中均匀分布于半径为 的圆柱面上每单位长度的电荷b为 ，则电荷密度为()()2rrb()dzdr第 0 章 数学准备19二、一个有用的公式，2314()rx（其中 。222()()yz由此得由库仑定律：）30004()()4qrqqExx这个式子在 处是没有意义的，那么这个式子代表什么。原来一个r封闭面的面积分 是有意义的。右方等于 ， （如31()dSdSr4
30、果积分面所包含的体积包含原点） ；或等于零， （如果积分面所包含的体积不包含原点） 。将上式改写为 211()()dVdrr如果体积包括原点，右方等于 ；如果体积不包含原点，右方等于零。4因此可以用 21()4()dVxdVr由于其中所选的体积任意则有 2314()rx这个式子的意义仅是原来的或 0（视面所包含的体积是否包含原点）()dSr这个式子是有实际用途的。证明： （此种证明并不严谨）2314()rx在 即 处， ，但在 处其值是无穷大的，即它是0rx0r一个 函数。取以 点为中心，半径 的小球面，由高斯定理，r0第 0 章 数学准备20及球面元矢量 ，有2sinrdSrde334SrV
31、A由关于 函数的定义，有（当 在 内） ，4()VxdxV由于所选体积任意，因此。2314()rx严谨证明：在球坐标系中， ， 。2211()0rrr在 点， 奇异，上式不成立。因此 是这样一个函数，它在0r 2处的值为零，只有在 点上可能不为零。0r我们采用极限的方法来求此积分 221021lim()adVdVrra2102250li()3lim()aa rrraddr作积分变数变换 ，可见上式极限存在232 050214|4(1)(1)ddVr 其中利用 代换，积分区间为 。tan因此证明了 。24()xr三、函数一些其他性质引入 函数的导数 ，()x第 0 章 数学准备2100()()(
32、)fxdxffx这个式子和 定义了 。()x函数显然满足了 ()x由此得 ()()x函数与 函数，满足下面的式子()()ffx 0x（其中 为 的根） ，()()ssxsx()此外又有，()ax2()()2xaa()x上面式子的证明，只消讨论双方乘上一任意函数 而积分的结果。()fx第 0 章 数学准备22第三节 张量代数与张量分析一、二阶张量标量场 ，可以用一个数描述，03矢量场 ，可以用三个数描述，31iFe 1二阶张量可以写为（ ） ，ijTe,2,3ij2从上面公式可以看出，张量是具有九个分量的物理量。张量的九个分量写为T12133T当这九个分量在坐标系转动下按照 变化时，由它们组成i
33、jikjlTa的物理量就称为张量。若 ，称为对称张量，对称张量只有六个独ijjiT立分量。若 称为反对称张量，反对称张量只有三个独立分量。ijjiT1.并矢两个矢量 和 并列放在一起，它们之间不做任何运算，称为并矢。AB和 的并矢记为 。它是二阶张量的一个特例，它有九个分量AB若直角坐标系的单位基矢为 ，则并矢 可以写为123,eAB11213eeAB22313233ABeee写成矩阵形式为第 0 章 数学准备23121323AB一般说来， 。BA因此并矢 可以作为张量的九个基。一般张量在这九个基上的ije分量就是 。通常称标量为零阶张量，称矢量为一阶张量，称并矢ijT为二阶张量，三个矢量的并
34、矢 称为三阶张量，以此类推。AB ABC2.单位张量，张量 称为单位张量，它的三个对角分量123Iee为 1，其它分量为 0。01二、张量的代数运算1.张量的加法（1）张量的加法 ()ijijjTRe（2）张量与标量的乘法 ijijTe2.点乘（邻近原则）（1）并矢 与矢量 的点乘ABC()()C因此并矢与矢量的点乘是一个矢量。并且一般有（不满足交换律）()()ABC（2）张量 和矢量 的点乘TfijlijljijlfeTefe 第 0 章 数学准备24ijjfTfe（不满足交换律）ff（3）两个二阶张量点乘 ijklijlikTReReTeklijijkijk（不满足交换律）（4）单位张量和
35、任一矢量的点乘等于该矢量 fIf3 张量与矢量的矢量积（叉乘）（1）并矢与矢量的矢量积 ()CAB()（2）张量与矢量的矢量积 ()ijkijkijkjfTfeTfe()ijkijfe4 双点乘（张量的收缩或缩并，二次点乘）（1）并矢 和另一个并矢 的双点乘式为ABCD():()CDA即先把靠近的两个矢量点乘，再把剩下的两个矢量点乘。（2）两个张量的双点乘（相当于矩阵相乘再求迹）: :ijTRtrTR:()ijmljilijle（满足交换律）:TR第 0 章 数学准备25（下面要用到 ）:ijjTx:ijijjxx2:I， （张量与单位张量 的二次123:TITtrI点乘等于该张量的对角元素之和，张量的对角元素之和称为张量的迹）三.张量分析1.常见微分公式 ()I123)()()TeeTexyz()fgfgrIAA2()rr()ArrA2.常见积分变换式SVdTd()fgfAVSdA第 0 章 数学准备26
