度量张量
(重定向自度規張量)
度量張量(英語:Metric tensor)在黎曼幾何裡面又叫黎曼度量,物理学译为度規張量,是指一用來衡量度量空间中距離,面積及角度的二階張量。
内容编辑
當选定一個局部坐標系統 ,度量張量為二階張量一般表示為 ,也可以用矩陣 表示,記作為G或g。而 記號傳統地表示度量張量的協變分量(亦為「矩陣元素」)。
到 的弧線長度定义如下,其中参数定為t,t由a到b:
兩個切向量的夾角 ,設向量 和 ,定義為:
若 為 到 的局部微分同胚,其誘導出的度量張量的矩陣形式 ,由以下方程式計算得出:
表示 的雅可比矩阵,它的轉置为 。著名例子有 之間從極座標系 到直角座標 的座標變換,在這例子裡有:
這映射的雅可比矩陣為
所以
這跟微積分裡極座標的黎曼度量, ,一致。
例子编辑
歐幾里德幾何度量编辑
二維歐幾里德度量張量:
弧線長度轉為熟悉微積分方程式:
在其他坐標系統的歐氏度量:
极坐标系:
球坐標系:
在一些習慣中,與上面相反地,時間ct的度規分量取正號而空間 (x,y,z)的度規分量取負號,故矩陣表示為:
參看编辑
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