【物理基础Ep29】费曼物理学讲义内容梳理(十九)P118矢量代数

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其实简言之,这里的思想就是,以运算定义一个新的量,完了,确定旋转后依然保持形式统一,证明向量的加法和数乘还是向量。
第 11 章 矢量
&11.5.矢量代数
第一段:矢量用不同方式组合时的定律或法则——
矢量相加:矢量a,坐标为(ax,ay,az),矢量b,坐标为(bx,by,bz),创造三个新的数(ax+bx,ay+by,az+bz);
在转动后,矢量a',坐标为(a'x,a'y,a'z),矢量b',坐标为(b'x,b'y,b'z),(ax+bx,ay+by,az+bz)随之变成(a'x+b'x,a'y+b'y,a'z+b'z);
在这个意义上定义矢量加法:c=a+b;
法则:
交换律:c=b+a;
分配律:a+(b+c)=(a+b)+c。
第二段:a+b的几何意义:把b的“尾端”接到a的“顶端”一样,从a的“尾端”到b的“顶端”的箭头是矢量c。
第三段:用一个数α去乘一个矢量,定义一个新矢量,坐标为(αax,αay,αaz)。
第四段:
矢量减法:d=a-b;
a-b的几何意义:从b的“顶端”到a的“顶端”画一个矢量就得到a-b。
第五段:为什么速度是矢量?如果位置是由三个坐标(x,y,z)给定,那么速度是什么呢?速度由dx/dt、dy/dt、dz/dt给出,这是不是矢量?dx/dt与dy/dt会按照与x和y同样的规律(转动后保持同形)变换,时间的微商是一个矢量,因而速度是矢量——v=dr/dt;
形象解释:在一个短时间Δt内粒子运动了多远呢?Δr,如果一个粒子某一时刻在“这里”,而另一时刻跑到“那里”,那么用时间间隔Δt=t2-t1,去除位置的矢量差Δr=r2-r1,就得到“平均速度”矢量。
第六段:速度矢量就是在Δt趋近于零时,在t+Δt和t这两个时刻的矢径之差除以Δt的极限——

——速度是两个矢量之差,所以它也是一个矢量,因为它的分量是dx/dt,dy/dt和dz/dt,所以这也是速度的正确定义——将任一矢量对时间求微商,得到的是一个新的矢量。
——得到新矢量的方法:
乘以一个常数;
对时间求微商;
两个矢量相加或相减。