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Der Operator „Nabla“.
Änderung d% des Vektors 2t und einer unendlich kleinen Strecke d[
in einem Vektorfeld Zu ermitteln. Dabei stellt d%. die Differenz
der Vektoren 2t am End- und Anfangspunkt der Strecke dl, unter
der Voraussetzung dar, daß sich 2t entlang di stetig ändert. Es ist
ersichtlich, daß in diesem Fall d2t nicht nur von dem Betrage,
sondern auch von der Richtung von dl abhängen wird. Die
gesuchte Beziehung gibt uns Aufschluß über gewisse Eigenschaften
der räumlichen Verteilung des betreffenden Vektors.
Um die Ermittelung solcher Beziehungen zu erleichtern, führen
wir ein neues Symbol V, „Nabla“ genannt, ein. 1 ) Unter V ist
eine ganz bestimmte Rechenoperation verstanden. Für sich allein
geschrieben, hat das Symbol V keinen Sinn, genau so wenig, wie
z. B. das Summenzeichen Z oder das Differentialzeichen d. V muß,
gerade so wie d, stets in Verbindung mit Skalaren oder Vektoren
auftreten. Diese Verbindung wird in Form eines Produktes ge
schrieben, z. B. Vjo, V21, und unter Einhaltung gewisser Regeln
wie ein Produkt aus V und den entsprechenden Größen behandelt.
Wir wollen jetzt definieren, was wir unter einem solchen
„Produkt“ verstehen, und zwar für den Fall, daß in diesem Pro
dukt V nur einmal vorkommt.
Gegeben seien die Produkte Vj?, V21, |V2(] usw. Wir be
stimmen ein solches oder ähnliches Produkt nach folgender Regel,
die zugleich als Definition von V dienen soll.
Man setze in das Produkt statt V das gerichtete
Flächeuelement df, integriere über eine geschlossene
Oberfläche F, teile durch das von F eingeschlossene
Volumen V und gehe dann zur Grenze V = 0 über. Hier
bei sollen diejenigen Größen, welche im Produkt vor
V stehen, bei der Integration über F als konstant be
trachtet werden.
Dui’ch diese Regel ist ein solches Produkt vollständig bestimmt
und seine Berechnung festgelegt.
Man kann demnach mit Recht V als einen besonderen Operator
bezeichnen. Da dieser Operator durch die gerichtete Größe df
ersetzt wird, so hat V den Charakter eines Vektors. Deshalb
erscheint auch die oben benutzte Schreibweise j V2l] d.h. „Vektor
produkt aus V und 2C“ gerechtfertigt.
1) Dieses Symbol wurde zuerst von Hamilton eingefübrt. „Nabla“
bedeutet ein hebräisches Musikinstrument von ähnlicher Form.