المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية

Fermat Polynomial
18-9-2019
عَلّان الورّاق الشعوبي (أخلى موضع اسم أبيه)
26-06-2015
باب في علم النفس
2023-05-03
Alexander Polynomial
10-6-2021
كنى وألقاب الامام السجاد
30-3-2016
التعديل الوراثي على المحاصيل
1-10-2018

The Laplacian  
  
2081   04:28 مساءً   date: 16-7-2017
Author : Richard Fitzpatrick
Book or Source : Classical Electromagnetism
Page and Part : p 38

The Laplacian

So far we have encountered

 (1.1)

which is a vector field formed from a scalar field, and

 (1.2)

which is a scalar field formed from a vector field. There are two ways in which we can combine grad and div. We can either form the vector field grad(divA) or the scalar field div(grad ϕ). The former is not particularly interesting, but the scalar field div(grad ϕ) turns up in a great many physics problems and is, therefore, worthy of discussion. Let us introduce the heat flow vector h which is the rate of flow of heat energy per unit area across a surface perpendicular to the direction of h. In many substances heat flows directly down the temperature gradient, so that we can write

 (1.3)

where is the thermal conductivity. The net rate of heat flow  out of some closed surface S must be equal to the rate of decrease of heat energy in the volume V enclosed by S. Thus, we can write

 (1.4)

where c is the specific heat. It follows from the divergence theorem that

 (1.5)

Taking the divergence of both sides of Eq. (1.3), and making use of Eq. (1.5), we obtain

 (1.6)

or

 (1.7)

If · is constant then the above equation can be written

 (1.8)

The scalar field div(grad T) takes the form

 (1.9)

Here, the scalar differential operator

 (1.10)

is called the Laplacian. The Laplacian is a good scalar operator (i.e., it is coordinate independent) because it is formed from a combination of div (another good scalar operator) and grad (a good vector operator). What is the physical significance of the Laplacian? In one-dimension ∇2T reduces to ∂2T/x2. Now, ∂2T/x2 is positive if T(x) is concave (from above)

and negative if it is convex. So, if T is less than the average of T in its surroundings then ∇2T is positive, and vice versa. In two dimensions

 (1.11)

Consider a local minimum of the temperature. At the minimum the slope of T increases in all directions so ∇2T is positive. Likewise, ∇2T is negative at a local maximum. Consider, now, a steep-sided valley in T. Suppose that the bottom of the valley runs parallel to the x-axis. At the bottom of the valley ∂2T/y2 is large and positive, whereas ∂2T/x2 is small and may even be negative. Thus, ∇2T is positive, and this is associated with T being less than the average local value  Let us now return to the heat conduction problem:

 (1.12)

It is clear that if ∇2T is positive then T is locally less than the average value, so ∂T=∂t > 0; i.e., the region heats up. Likewise, if ∇2T is negative then T is locally greater than the average value and heat flows out of the region; i.e., ∂T=∂t < 0. Thus, the above heat conduction equation makes physical sense.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.