Die Divergenz ist ein wichtiges Konzept in der Vektoranalysis, das beschreibt, wie sehr ein Vektorfeld an
einem bestimmten Punkt “quillt” oder “sich auseinander bewegt”.
Definition:
Gegeben ein Vektorfeld F=(F1,F2,F3) im dreidimensionalen Raum, ist
die Divergenz definiert als die skalare Funktion
divF=∇⋅F=∂x∂F1+∂y∂F2+∂z∂F3.
Das Symbol ∇⋅ ist der
sogenannte Divergenzoperator (Skalarprodukt des Nabla-Operators ∇ mit dem Vektorfeld).
Intuition:
- Wenn die Divergenz an einem Punkt positiv ist, so “quillt” das Feld dort heraus, wie z.B. eine
Quelle.
- Ist die Divergenz negativ, so “fließt” das Feld dort zusammen, wie bei einer Senke.
- Ist die Divergenz null, so gibt es weder Quelle noch Senke – der Fluss ist an diesem Punkt
“solenoidisch”.
Anwendungen:
- In der Fluiddynamik beschreibt die Divergenz, ob Fluid an einem Punkt komprimiert oder expandiert
wird.
- In der Elektrodynamik steht die Divergenz des elektrischen Feldes mit der Ladungsdichte in
Verbindung (Gaußsches Gesetz).
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