場線

場線是由向量場和初始點設定的軌跡 。 在空間裏 ， 向量場在每一個位置 ， 都設定了一個方向 。 只要按照向量場在每一個位置所指的方向來追蹤路徑 ， 就可以素描出正確的場線 。 更精確地說 ， 場線在每一個位置的切線必須平行於向量場在那一個位置的方向 。 在空間內 ， 由於 ， 伴隨著每一個點的向量 ， 組合起來 ， 構成了向量場 ， 場線可以說是一個專爲向量場精心打造的顯像工具 ， 能夠清楚地顯示出向量場在每一個位置的方向 。 假若向量場描述的是一個速度場 ， 則場線跟隨的是流體的流線 。 在磁鐵的四周灑散鐵粉 ， 可以清楚地顯示出磁場的磁場線 。 靜電荷的場線稱爲電場線 ， 從正電荷往外擴散 ， 朝著負電荷聚集 。 對於一個向量場 ， 假若能夠完整地描述其所有的場線 ， 那麼 ， 這向量場在每一個位置的方向已完全地被設定了 。 爲了同時表示出向量場的大小值 ， 必須變化場線的數量 ， 使得場線在任意位置的密度等於向量場在那位置的大小值 ， 也就是說單位面積所含的場線越多 ， 則向量場越強 ， 反之則向量場越弱 。 場線的圖案能夠用來表達某些重要的向量微積分概念 。 場線從某一個區域的往外擴散或往內聚斂可以表達散度 。 場線的螺旋圖案可以表達旋度 。 雖然大多數時候 ， 場線只是一個數學建構 ， 在某些狀況 ， 場線具有實際的物理意義 。 例如 ， 在電漿物理學裏 ， 處於同一條場線的電子或離子會強烈地相互作用 ； 而處於不同場線的粒子 ， 通常不會相互作用 。 1851年 ， 法拉第提出了場線的概念 。