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协变张量


协变张量,用下标表示(例如,a_mu)是一种张量,具有特定的变换性质。一般来说,这些变换性质与逆变张量的变换性质不同。

为了检验协变张量的变换性质,首先考虑梯度

 del phi=(partialphi)/(partialx_1)x_1^^+(partialphi)/(partialx_2)x_2^^+(partialphi)/(partialx_3)x_3^^,
(1)

为此

 (partialphi^')/(partialx_i^')=(partialphi)/(partialx_j)(partialx_j)/(partialx_i^'),
(2)

其中 phi(x_1,x_2,x_3)=phi^'(x_1^',x_2^',x_3^')。现在让

 A_i=(partialphi)/(partialx_i),
(3)

那么任何一组量 A_j,其变换规则为

 A_i^'=(partialx_j)/(partialx_i^')A_j
(4)

或者,定义

 a_i^j=(partialx_j)/(partialx_i^'),
(5)

按照

 A_i^'=a_i^jA_j
(6)

是一个协变张量。

逆变张量是一种变换性质不同的张量,用 a^nu 表示。为了将逆变张量 a^nu 转换为协变张量 a_mu降指标),使用度量张量 g_(munu) 写作

 g_(munu)a^nu=a_mu.
(7)

协变和逆变指标可以同时用于混合张量

欧几里得空间中,更一般地,在平坦黎曼流形中,可以找到一个坐标系,其中度量张量是常数,等于克罗内克 delta

 g_(munu)=delta_(munu).
(8)

因此,升降指标是平凡的,因此协变张量和逆变张量具有相同的坐标,可以被等同。这样的张量被称为笛卡尔张量

对于平坦伪黎曼流形(如闵可夫斯基空间)也存在类似的结果,协变张量和逆变张量可以被等同。然而,升降指标会改变张量时间分量的符号,因为闵可夫斯基度量中存在特征值


另请参阅

笛卡尔张量, 逆变张量, 四维矢量, 降指标, 洛伦兹张量, 度量张量, 混合张量, 张量

本条目的部分内容由 Manuel F. González Lázaro 贡献

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参考文献

Arfken, G. "Noncartesian Tensors, Covariant Differentiation." §3.8 in Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press, pp. 158-164, 1985.Lichnerowicz, A. Elements of Tensor Calculus. New York: Wiley, 1962.Morse, P. M. and Feshbach, H. Methods of Theoretical Physics, Part I. New York: McGraw-Hill, pp. 44-46, 1953.Weinberg, S. Gravitation and Cosmology: Principles and Applications of the General Theory of Relativity. New York: Wiley, 1972.

在 Wolfram|Alpha 中被引用

协变张量

请引用为

Lázaro, Manuel F. GonzálezWeisstein, Eric W. "Covariant Tensor." 来自 MathWorld--Wolfram 网络资源。 https://mathworld.net.cn/CovariantTensor.html

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