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.