8.3 Divergence

Definice

Divergencí vektorového pole  nazýváme skalární pole

.


Poznámka

·       Slovně řečeno, jedná se o součet tří parciálních derivací, kde první člen je derivací první složky vektorového pole podle první proměnné, druhý člen derivací druhé složky podle druhé proměnné a třetí člen derivací třetí složky podle třetí proměnné. V každém sčítanci tudíž index složky odpovídá pořadí (indexu) proměnné.
·       Definici lze snadno zobecnit pro případ  proměnných.
·       Pomocí nabla operátoru lze zapsat divergenci jako symbolický skalární součin .


Příklad

Snadno lze podle definice spočítat, že divergencí skalárního pole  tj. pole velikostí polohového vektoru , je konstantní skalární pole: .


Poznámka

Na základě Gaussovy věty integrálního počtu (viz kapitola 5.8) můžeme pro divergenci psát vyjádření

.

Plocha  je kladně orientovaná uzavřená plocha ohraničující objem , který obsahuje zvolený bod. Hodnota divergence v určitém bodě představuje tok vektoru  z infinitezimálního objemu  dělený tímto objemem neboli tok vektoru  z jednotkového objemu v daném bodě.


Poznámka

Jednoduchý fyzikální model. Jestliže vektorové pole  charakterizuje rychlost proudění kapaliny, pak  v určitém bodě udává objemové množství kapaliny, které vyteče z jednotkového objemu za jednotku času, tzn. vydatnost tohoto jednotkového objemu jakožto zřídla kapaliny.


Definice

Pole, pro které platí identicky (tj. v každém jeho bodě) , se nazývá nezřídlové pole. Jestliže alespoň v jednom bodě platí , pak pole  nazýváme zřídlovým.


Věta

Pro divergenci platí:

, .


Důkaz

Důkaz je triviální, plyne z vět pro derivaci součtu a součinu funkcí.