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高斯公式(散度定理)計算器

散度定理(高斯公式)線上演示器,在長方體區域上積分散度並與邊界通量對比,數值驗證 ∭div F dV=∭F·dS,直觀理解通量與散度關係。

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∯_S F·n dS = ∭_V div F dV
例如 x
例如 y
例如 z

📖 使用教學|高斯公式

一、定理
高斯公式(散度定理):穿過閉曲面 S 外側的總通量等於散度在體積 V 上的三重積分:∯_S F·n dS = ∭_V div F dV。
二、符號說明
F=(P,Q,R)向量場
S閉曲面外側
div F散度
V包圍的體積
三、本工具的原理
  • 逐點數值求散度;
  • 三維辛普森積分;
  • 結果等於閉曲面總通量。
四、操作步驟
  1. 輸入 P、Q、R;
  2. 輸入長方體六限;
  3. 點擊「計算」。
五、範例
範例:F=(x,y,z) 在 [0,1]³。
解:div=3,體積=1,故 ∭div dV=3。
六、易錯點
本工具算體積分一側;
閉曲面必須取外側法向;
div 為常數時結果=div×體積。

❓ 常見問題|高斯公式

散度定理有什麼用?
把閉曲面通量面積分化為體積分,常更易算。
通量是什麼?
場穿過曲面的淨流量。
外側法向怎麼定?
指向體積外部。
為什麼結果是 3?
div F=3,體積=1。
和斯托克斯公式關係?
高斯公式是三維版,斯托克斯是二維曲面上的環流版。