Rechte Regel

In der Mathematik und Physik ist die rechte Regel ein allgemeiner mnemonischer, um Notationsvereinbarung für Vektoren in 3 Dimensionen zu verstehen. Es wurde für den Gebrauch im Elektromagnetismus vom britischen Physiker John Ambrose Fleming gegen Ende des 19. Jahrhunderts erfunden.

Wenn

es drei Vektoren wählt, die rechtwinklig zu einander sein müssen, gibt es zwei verschiedene Lösungen so, wenn es diese Idee in der Mathematik ausdrückt, man muss die Zweideutigkeit entfernen, deren Lösung gemeint wird.

Es gibt Schwankungen auf dem mnemonischen abhängig vom Zusammenhang, aber alle Schwankungen sind mit einer Idee verbunden, eine Tagung zu wählen.

Richtung hat mit einem befohlenen Paar von Richtungen verkehrt

Eine Form der rechten Regel wird in Situationen verwendet, in denen eine bestellte Operation auf zwei Vektoren a und b durchgeführt werden muss, der ein Ergebnis hat, das ein Vektor c Senkrechte sowohl zu a als auch zu b ist. Das allgemeinste Beispiel ist das Vektor-Kreuzprodukt. Die rechte Regel erlegt das folgende Verfahren auf, um eine der zwei Richtungen zu wählen.

:
  • Mit dem Daumen, dem Index und den Mittelfingern rechtwinklig zu einander (mit dem Zeigefinger hat gerade hingewiesen), die Mittelfinger-Punkte in der Richtung auf c, wenn der Daumen a vertritt, und der Zeigefinger vertritt b.

Andere (gleichwertige) Finger-Anweisungen sind möglich. Zum Beispiel kann das erste (Index) Finger a, den ersten Vektoren im Produkt vertreten; der zweite (mittlere) Finger, b, der zweite Vektor; und der Daumen, c, das Produkt.

Richtung hat mit einer Folge verkehrt

Eine verschiedene Form der rechten Regel, manchmal genannt die rechte Griff-Regel oder die Korkenzieher-Regel oder die rechte Daumen-Regel, wird in Situationen verwendet, wo ein Vektor der Folge eines Körpers, eines magnetischen Feldes oder einer Flüssigkeit zugeteilt werden muss. Wechselweise, wenn eine Folge durch einen Vektoren angegeben wird, und es notwendig ist, den Weg zu verstehen, auf den die Folge vorkommt, ist die rechte Griff-Regel anwendbar.

Diese Version der Regel wird in zwei Ergänzungsanwendungen des circuital Gesetzes von Ampère verwendet:

  1. Ein elektrischer Strom führt ein Solenoid durch, auf ein magnetisches Feld hinauslaufend. Wenn Sie Ihre rechte Hand um das Solenoid mit Ihren Fingern in der Richtung auf den herkömmlichen Strom wickeln, weist Ihr Daumen in der Richtung auf den magnetischen Nordpol hin.
  2. Ein elektrischer Strom führt eine gerade Leitung durch. Hier weist der Daumen in der Richtung auf den herkömmlichen Strom (vom positiven bis Verneinung), und der Finger-Punkt in der Richtung auf die magnetischen Linien des Flusses hin.

Der Grundsatz wird auch verwendet, um die Richtung des Drehmoment-Vektoren zu bestimmen. Wenn Sie die imaginäre Achse der Folge der Rotationskraft ergreifen, so dass Ihre Finger in der Richtung auf die Kraft, dann die verlängerten Daumen-Punkte in der Richtung auf den Drehmoment-Vektoren hinweisen.

Die rechte Griff-Regel ist eine Tagung ist auf die rechte Regel-Tagung für Vektoren zurückzuführen gewesen. Wenn sie die Regel auf den Strom in einer geraden Leitung zum Beispiel anwendet, ist die Richtung des magnetischen Feldes (gegen den Uhrzeigersinn statt im Uhrzeigersinn, wenn angesehen, vom Tipp des Daumens) ein Ergebnis dieser Tagung und nicht eines zu Grunde liegenden physischen Phänomenes.

Anwendungen

Die erste Form der Regel wird verwendet, um die Richtung des Kreuzproduktes von zwei Vektoren zu bestimmen. Das führt zu weit verbreitetem Gebrauch in der Physik, wo auch immer das Kreuzprodukt vorkommt. Eine Liste von physischen Mengen, deren Richtungen durch die rechte Regel verbunden sind, wird unten gegeben. (Einige von diesen sind nur indirekt mit Kreuzprodukten verbunden, und verwenden die zweite Form.)

  • Die winkelige Geschwindigkeit eines rotierenden Gegenstands und die Rotationsgeschwindigkeit jedes Punkts auf dem Gegenstand
  • Ein Drehmoment, die Kraft, die es, und die Position des Punkts der Anwendung der Kraft verursacht
  • Ein magnetisches Feld, die Position des Punkts, wo es, und der elektrische Strom (oder Änderung im elektrischen Fluss) bestimmt wird, der es verursacht
  • Ein magnetisches Feld in einer Rolle der Leitung und des elektrischen Stroms in der Leitung
  • Die Kraft eines magnetischen Feldes auf einer beladenen Partikel, des magnetischen Feldes selbst und der Geschwindigkeit des Gegenstands
  • Der vorticity an jedem Punkt im Feld des Flusses einer Flüssigkeit
  • Der veranlasste Strom von der Bewegung in einem magnetischen Feld (bekannt als die rechte Regel des Flamen)
  • Der x, y und die z Einheitsvektoren in einem Kartesianischen Koordinatensystem können gewählt werden, um der rechten Regel zu folgen. Rechtshändige Koordinatensysteme werden häufig in der starren Körperphysik und kinematics verwendet.

Die linke Regel des Flamen ist eine Regel, für die Richtung des Stoßes auf einem Leiter zu finden, der einen Strom in einem magnetischen Feld trägt.

Linke Regel

In bestimmten Situationen kann es nützlich sein, die entgegengesetzte Tagung zu verwenden, wo einer der Vektoren umgekehrt wird und so eine linkshändige Triade statt einer rechtshändigen Triade schafft.

Ein Beispiel dieser Situation ist für linkshändige Materialien. Normalerweise, für eine elektromagnetische Welle, folgen die elektrischen und magnetischen Felder und die Richtung der Fortpflanzung der Welle der rechten Regel. Jedoch haben linkshändige Materialien spezielle Eigenschaften, namentlich der negative Brechungsindex. Es macht die Richtung des Fortpflanzungspunkts in der entgegengesetzten Richtung.

Die Übersetzung von De Graaf der linken Regel des Flamen - der Stoß, Feld und Strom - und die rechte Regel verwendet, ist die Regel von FBI. Der Regel-Änderungsstoß von FBI in F (Kraft von Lorentz), B (Richtung des magnetischen Feldes) und ich (Strom). Die Regel von FBI wird von US-Bürgern wegen der allgemein bekannten Abkürzung für die Amerikanische Bundespolizei leicht nicht vergessen.

Symmetrie

Siehe auch

Referenzen

Links


Pilottown, Louisiana / Außenalgebra
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