直角坐标与球坐标之间的关系
发布时间:2013-10-13 14:38:08
发布时间:2013-10-13 14:38:08
首先要搞清楚r, phi, theta是什么。r很清楚,就是向量的本身的长度,也就是,r = 根号(x^2 + y^2 + z^2),r的方向是 radial direction,就是本身那个向量的方向。phi和theta是两个角度。物理书中,一般习惯是,theta是向量和z轴的夹角。phi是向量在xy平面上的投影和x轴的夹角。(你可以根据我的描绘自己画张图,比较好看出来。)那么,很明显,z = r * cos(theta) xy 平面上那个投影的长度 = r * sin(theta) 所以,x = r * sin(theta) * cos(phi) y = r * sin(theta) * sin(phi).theta和phi也是有方向的。他们的方向不是那么重要。是逆时针走的话是他们增加的方向(正方向)。你的那个例子,w向量=w乘以z向量, 是说,w在直角坐标系中,是指向z轴正方向的一个向量。r是任意一个向量。所以,w向量叉乘r向量= w向量长度 * r向量长度 * w、r的夹角(很明显就是theta,画图看出) * 一个方向向量。这个方向向量用右手定则判定,右手从w 握向r,拇指方向。仔细想想,这个方向就是phi的方向。我也可以简单说下原因,基本上一个3维的右手坐标系,比如xyz直角坐标系,两个坐标系方向叉乘会得到第三个方向。x 叉 y = z方向,y 叉 z = x方向,z 叉 x = y 方向。在球坐标系也是一样的,theta方向,phi方向和r方向。w和r 的夹角就是theta,所以你可以看作,w的方向和theta的方向有关系。所以w 叉 r 的方向是phi的方向。(但做题的时候这个方向是谁的方向不那么重要,你会用右手定则判定就可以了)