
【计】 pseudo-vector
bogus; fake; false; puppet
【医】 pseud-; pseudo-
vector
【计】 V; vector quantity
【医】 vector; vector quantity
在汉英词典及科学语境中,“伪向量”(Pseudovector)又称轴矢量(Axial Vector)或赝矢量,指一类在坐标变换(尤其是空间反演/镜像变换)下行为与常规向量(真向量/极矢量)不同的物理量。其核心特性如下:
镜像变换行为
真向量(如位移、速度)在空间反演((mathbf{r} rightarrow -mathbf{r}))时方向反转。伪向量(如角动量、磁场强度)在镜像变换下方向不变,因其本质是两向量的叉积((mathbf{L} = mathbf{r} times mathbf{p})),经历两次符号反转后结果不变: $$ mathbf{L} rightarrow (-mathbf{r}) times (-mathbf{p}) = mathbf{r} times mathbf{p} = mathbf{L} $$
数学表征
伪向量是三维空间中的赝张量,其分量变换遵循: $$ A'i = det(mathbf{R}) cdot R{ij} A_j $$ 其中 (det(mathbf{R})) 为变换矩阵的行列式(旋转时值为+1,镜像时为-1)。
伪向量(汉) | 英文对应 | 典型物理量 |
---|---|---|
角动量 | Angular Momentum | (mathbf{L} = mathbf{r} times mathbf{p}) |
磁场强度 | Magnetic Field | (mathbf{B})(由电流方向定义) |
扭矩 | Torque | (boldsymbol{tau} = mathbf{r} times mathbf{F}) |
角速度 | Angular Velocity | (boldsymbol{omega}) |
性质 | 真向量(极矢量) | 伪向量(轴矢量) |
---|---|---|
空间反演 | 方向反转 | 方向不变 |
叉积结果 | 真向量 × 真向量 = 伪向量 | 伪向量 × 伪向量 = 伪向量 |
标量积 | 真向量 · 伪向量 = 赝标量 | 真向量 · 真向量 = 真标量 |
伪向量在电磁学(麦克斯韦方程)、量子力学(自旋角动量)及流体力学(涡度场)中至关重要。例如,磁场(mathbf{B})的旋度方程为: $$
abla times mathbf{E} = -frac{partial mathbf{B}}{partial t} $$ 其中(mathbf{E})(电场)为真向量,(mathbf{B})为伪向量,方程协变性要求旋度算子输出伪向量。
伪向量(Pseudo-vector),也称赝矢量或轴矢量,是一种特殊的数学对象,其定义和性质与普通向量(极向量)存在差异。以下是综合多来源的详细解释:
核心定义
伪向量是三维空间中特有的概念,常见于叉积运算的结果。例如,向量 $mathbf{a} times mathbf{b}$ 的结果即为伪向量()。其特殊性在于:
与普通向量的区别
典型应用场景
为什么称“伪”
伪向量的方向并非完全独立于坐标系,而是依赖于空间定向(手性)。例如,当坐标系发生镜像反射时,普通向量在镜面中的投影方向不变,但伪向量方向会反转()。
其他名称与翻译
英文中称为pseudo-vector 或axial vector,中文也译作“轴矢量”()。
伪向量是三维空间中因叉积运算或物理量对称性需求而引入的特殊数学对象,其方向与坐标系手性相关,常用于描述旋转、磁场等具有方向依赖性的现象。
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