1、首先,散度是闭合曲面围成空间中的通量除以围成空间体积,然后令曲面无限小。旋度是闭合曲线围成面积中的环流除以围成范围面积,然后令曲线无限小。
2、然后,散度曲面范围内,如果场线(比如电场线和磁场线)穿过范围内进出量不一样,那这个场在这个点就是有散度的。直观讲,以电场为例,如果这个点包围了一个电子,当然电子有一定的体积,可能让曲面无穷小时仍被包尾,这里只是打个比方,那么肯定是个有源场,有电场线穿入范围,而没有电场线穿出,散度不为零。
3、然后,旋度换一条闭合曲线,如果场沿曲线做积分不为零,说明这个面积内旋度不为零,沿着曲线一点一点叠加场量,场量和曲线同向就取正,反向就取负。因为曲线是闭合的,所以如果叠加出来不为零,说明沿曲线转了一圈的方向,场叠加也不为零。
4、然后,最极端的例子,闭合曲线取正圆,包围了一个通电导线,导线周围的磁场也是一个正圆,那么正圆磁场沿着正圆曲线一点一点叠加一圈,因为都是同向或反向,肯定不为零,所以这就是一个有旋场。
5、然后,刚体平动时,可以简化为刚体中一个点运动来描述。由于刚体平动时各点的速度相等,所以刚体平动时其速度与位置(即x,y,z)无关,速度只是时间的函数。所以对刚体的平动速度求旋度时,其旋度为零。
6、最后,分别用刚体中的两个点来描述其平动,点a(x,y,z),点b(x+dx, y+dy, z+dz)。描述一个质点运动时,其位置和时间t是一一对应的,所以当描述一个质点的运动时,其速度可以表示为矢量V=V(x,y,z)。在刚体平动时在任意确定的时刻中有Va=Vb,所以V(x,y,z)=V(x+dx, y+dy, z+dz),由于dx,dy,dz的任意性,可以得到速度V只是时间t的函数,与x,y,z无关。所以其旋度为零。