Естественные науки

что такое тензор (физика) ?? как это нормально понять ???

Есть обычные числа. Масса, объём, заряд, потенциал, длина. . .Величины, которые полностью описываются одним числом, называются "скалярными". Что характерно: если мы как-то изменим систему координат - например, повернём её на какой-то угол, - то скалярные величины никак не изменятся.
Есть векторные величины. Скорость, напряжённость поля, сила. . .Тут уже важна не только численная величина такой величины (хм. . .ну и слог... ) , но и направление. Куда направлена скорость, куда направлена сила и т. д. И если мы опять повернём систему координат, то эти величины уже ИЗМЕНЯТСЯ - причём закон их изменения вполне понятен (изменение координат вектора в зависимости от того, как поворачивается система координат, - это что-то на уровне школьной геометрии) .

Наконец, есть тензоры. Это такие объекты, которые при изменении системы координат изменяются несколько более сложным образом, чем векторы. У тензоров не три компоненты, а девять (по крайней мере для трёхмерного пространства) . Примером такого тензора второго ранга (в отличие от тензоров первого ранга - векторов, и тензоров нулевого ранга - скаляров) может служить диэлектрическая проницаемость. Ведь диэлектрическая проницаемость - это у нас что? Это то, на что нужно умножить напряжённость поля, чтоб получить его индукцию. Для некоторых кристаллов направление индукции БУДЕТ ОТЛИЧАТЬСЯ от направления приложенной напряжённости, а значит, диэлектрическая проницаемость уже никак не может быть скаляром - ведь умножение на скаляр (на обычное число) направления вектора не меняет. Другой пример появления тензорной величины - рассмотрение деформации и напряжений в материале, к которому приложены внешние силы. И внешние силы, и возникающие деформации - векторные величины. Закон Гука знают все: деформация пропорциональна внешней силе. Но тут опять же есть материалы, в которых деформация зависит от того, в каком направлении приложена сила. Обычное дерево, скажем. Значит, опять же упругость - это не простой скаляр, а нечто более сложное (в сопромате как раз и рассматривается тензор Коши, связывающий деформацию и напряжения) .

Так вот, и диэлектрическая проницаемость, и упругость материалов - это примеры тензоров второго ранга. "Тензорность" тут проявляется в том, что результат внешнего воздействия (индукция - и напряжённость поля, напряжение - и деформация материала) по направлению отличается от самого воздействия. Поэтому математически тензор представляется матрицей 3х3 (в общей теории относительности появляются и более сложные тензоры) . Тогда при умножении одного вектора на такую матрицу появляется вектор, направление которого может отличаться от направления исходного, если матрица недиагональная.
ОФ
Оля Филиппова
58 679
Лучший ответ
Юрий Гавриков Дурак - вектора это тоже тензоры, поэтому ни как не может быть по твоему идиотскому определению: " объекты, которые при изменении системы координат изменяются несколько более сложным образом, чем векторы. "
Надежда Кондрахина Может не диэлектрическая проницаемость имеется ввиду, а магнитная? С индукцией связана именно она.
Возможно, поможет моя всемирно известная статья "Тензорное исчисление для чайников". Находится поиском.
Или отсюда:
http://ru.wikiversity.org/wiki/Тензорное_исчисление
Msdiana **)))
Msdiana **)))
56 020
Валерий Соловьев Так Вы ученый мирового значения?
тензорный датчик-датчик вырабатывающий сигнал при появлении давления
Оля Филиппова А вот ни фига. Тензодатчик и тензор этимологически, конечно, сходны, но "физически" ничего общего.
Надежда Кондрахина Ну датчик только не тензорный, а тензорезистивный и это совсем из другой оперы.
Вектор, это тоже тензор - первого ранга. Направленный отрезок.
Второго ранга - соответственно состоящий как бы из двух векторов, дающих как бы направленную некоторым образом площадку.
Ну и т. д.
Есть обычные числа. Масса, объём, заряд, потенциал, длина. . Величины, которые полностью описываются одним числом, называются "скалярными". Что характерно: если мы как-то изменим систему координат - например, повернём её на какой-то угол, - то скалярные величины никак не изменятся.
Есть векторные величины. Скорость, напряжённость поля, сила. . Тут уже важна не только численная величина такой величины (хм. . ну и слог... ) , но и направление. Куда направлена скорость, куда направлена сила и т. д. И если мы опять повернём систему координат, то эти величины уже ИЗМЕНЯТСЯ - причём закон их изменения вполне понятен (изменение координат вектора в зависимости от того, как поворачивается система координат, - это что-то на уровне школьной геометрии) .

Наконец, есть тензоры. Это такие объекты, которые при изменении системы координат изменяются несколько более сложным образом, чем векторы. У тензоров не три компоненты, а девять (по крайней мере для трёхмерного пространства) . Примером такого тензора второго ранга (в отличие от тензоров первого ранга - векторов, и тензоров нулевого ранга - скаляров) может служить диэлектрическая проницаемость. Ведь диэлектрическая проницаемость - это у нас что? Это то, на что нужно умножить напряжённость поля, чтоб получить его индукцию. Для некоторых кристаллов направление индукции БУДЕТ ОТЛИЧАТЬСЯ от направления приложенной напряжённости, а значит, диэлектрическая проницаемость уже никак не может быть скаляром - ведь умножение на скаляр (на обычное число) направления вектора не меняет. Другой пример появления тензорной величины - рассмотрение деформации и напряжений в материале, к которому приложены внешние силы. И внешние силы, и возникающие деформации - векторные величины. Закон Гука знают все: деформация пропорциональна внешней силе. Но тут опять же есть материалы, в которых деформация зависит от того, в каком направлении приложена сила. Обычное дерево, скажем. Значит, опять же упругость - это не простой скаляр, а нечто более сложное (в сопромате как раз и рассматривается тензор Коши, связывающий деформацию и напряжения) .

Так вот, и диэлектрическая проницаемость, и упругость материалов - это примеры тензоров второго ранга. "Тензорность" тут проявляется в том, что результат внешнего воздействия (индукция - и напряжённость поля, напряжение - и деформация материала) по направлению отличается от самого воздействия. Поэтому математически тензор представляется матрицей 3х3 (в общей теории относительности появляются и более сложные тензоры) . Тогда при умножении одного вектора на такую матрицу появляется вектор, направление которого может отличаться от направления исходного, если матрица недиагональная.

http://ru.wikiversity.org/wiki/Тензорное_исчисление
Нигде не нашел простого ответа на этот, казалось бы, хорошо освещенный вопрос. Во всём интернете нет НУЖНОГО ответа - для чайников! Все статьи типа тензор - это скаляр, затем вектор и т. д. И что? Что значит? Или ещё сложнее описывают. Попробую объяснить именно для чайников.
Тензор - это такая формула которая говорит о том как задается какой-нибудь "объект" (например вектор, инерция, напряжённость и пр. смотря что мы исследуем, изучаем) в пространстве. Причем в любом пространстве. Независимо от того какую систему координат мы выбираем, мы можем подсчитать или сравнить величины того, что мы исследуем. Когда мы имеем дело с искривлёнными пространствами, (например в Теории Относительности часто исследуют), то формулы очень зубодробительно сложны. И тензоры позволяют более упрощенно записать и затем работать с этими формулами. Итак тензор - это закон который описывает как распределяется в пространстве какое-либо понятие из физики (любое: энергия, напряжение, напряжённость, момент инерции, импульс, всё что угодно).
Пространство искривилось, стало седловидным - привычные нам формулы описывающие импульс, например, в новом пространстве изменились коренным образом, а тензор нет. Наоборот с помощью него можно перевести одни формулы, описывающие этот импульс в прямом пространстве в другие, описывающие его в седловидном пространстве. По научному: преобразовать элементы одного линейного пространства в элементы другого.
(Это не научная статья, строгость математическая здесь не нужна. В Вики все есть, но непонятно).
Искандар Жалалов спасибо за ответ! ..ну я, впринципе, спустя почти двух лет с момента публикации этого вопроса, уже немного понял что это такое! и как я понял в общих чертах, то тензор - это многомерная матрица (но это больше наверно "математический" тензор)!! но после того что вы мне написали - понял еще больше)) а вы умеете решать задачи с тензорами ??
Искандар Жалалов а можете еще понятным языком объяснить что такое метрический тензор и метрическая матрешка? метр. тензор я так понял - математически это матрица, которая состоит из ортонормированных векторов?

Похожие вопросы