wiki:（我只能看懂这些）
在三维直角坐标系Oxyz中，设向量场
为[2]:8：
，
分别是x轴、y轴、z轴方向上的单位向量，场的分量P、Q、R具有一阶连续偏导数， 那么在各个坐标上的投影分别为：
这样的向量。这种表示方法只是便于记忆旋度在直角坐标系中的表达式[3]。感觉已经讲得很清楚了
物理意义：
（斯托克斯定理）当一个向量场的旋度是零时场为保守场，即闭合曲线上F点乘dl积分为零。物理上就是带着物体走一圈场做功为零，如重力场，电场（无磁通量变化）
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2楼 
3楼
2013-11-17 11:37 呜呱星人 只看Ta
老美的书里有一些比较直观的解释。可以去看看他们的新生微积分那类书。
大致是什么意思呢，我也就是个初学者水平，话说的也不是特别清楚。不过我还是可以稍微说说。
想像一个游泳池。进水口在此，排水口在彼。
面积分说的是啥呢？面积分说的是绕着这个进水管画一个封闭曲面，楼主就想象成球面最简单。忽略进水口与排水口连接的水管，认为水在进水口凭空产生，在出水口凭空消失。那么从内向外（由外向内则反）流过这个曲面的水量就可以大致理解为面积分的值。
现在我们来看，假设我们这个曲面画的不囊括进出水口，且水不可压缩，那么流进这个曲面的水必须流出去。流进多少就流出多少，流出多少就流进多少。正负相加，这个面积分得零。（质量守恒定律）
以上是宏观解释，我们再来看微观的（此处微观与分子原子无关，我们假设水是连续的）
场与法向量点积的面积分等于散度的三重积分（高斯-奥斯特罗格拉兹基散度公式）。流体力学的连续性方程告诉我们，密度对时间的导数加上流率的散度等于零。现在水不可压缩，密度不变，那么流率的散度也就是零。求三重积分肯定还是零。也即，面积分等于零。
以上是不囊括进出水口的情况，我们再来讨论复杂一点的，曲面内部有且只有一个进水口的情况（出水口一样，就是正的变成负的）。宏观上看，有水从内向外流出这个曲面。（不要忘记我们假设水在进水口处是凭空产生的）也即面积分大于零
微观上看呢，在进水口处流率（这个词是我胡编乱造的，因为我根本没有系统的学过流体力学）的散度大于零，在别处流率的散度等于零。那么三重积分积下来（如果把进水口想象成点的话就要用到dirac的delta函数，比较麻烦。所以在这里我就只说个大概意思）是大于零的，也即流量的面积分大于零。
再想像曲面囊括两个口，一个排水一个进水。好了，宏观上，我们发现假设假设排水口有点堵的话，进水就比排水多，面积分为正，反之亦然。微观上呢，进水口的散度就比排水口的散度绝对值大，一积分一叠加你就发现三重积分是正的，于是乎向外净流量也是正的。
再想像，这回不是两个三个进出水口了，想像他们是连续分布的。道理差不多，这个曲面里的水盛不下了就要往外跑，曲面里的水太少别出的水就要补进来。这就是高斯-奥氏散度定理。
[0] | 大致是什么意思呢，我也就是个初学者水平，话说的也不是特别清楚。不过我还是可以稍微说说。
想像一个游泳池。进水口在此，排水口在彼。
面积分说的是啥呢？面积分说的是绕着这个进水管画一个封闭曲面，楼主就想象成球面最简单。忽略进水口与排水口连接的水管，认为水在进水口凭空产生，在出水口凭空消失。那么从内向外（由外向内则反）流过这个曲面的水量就可以大致理解为面积分的值。
现在我们来看，假设我们这个曲面画的不囊括进出水口，且水不可压缩，那么流进这个曲面的水必须流出去。流进多少就流出多少，流出多少就流进多少。正负相加，这个面积分得零。（质量守恒定律）
以上是宏观解释，我们再来看微观的（此处微观与分子原子无关，我们假设水是连续的）
场与法向量点积的面积分等于散度的三重积分（高斯-奥斯特罗格拉兹基散度公式）。流体力学的连续性方程告诉我们，密度对时间的导数加上流率的散度等于零。现在水不可压缩，密度不变，那么流率的散度也就是零。求三重积分肯定还是零。也即，面积分等于零。
以上是不囊括进出水口的情况，我们再来讨论复杂一点的，曲面内部有且只有一个进水口的情况（出水口一样，就是正的变成负的）。宏观上看，有水从内向外流出这个曲面。（不要忘记我们假设水在进水口处是凭空产生的）也即面积分大于零
微观上看呢，在进水口处流率（这个词是我胡编乱造的，因为我根本没有系统的学过流体力学）的散度大于零，在别处流率的散度等于零。那么三重积分积下来（如果把进水口想象成点的话就要用到dirac的delta函数，比较麻烦。所以在这里我就只说个大概意思）是大于零的，也即流量的面积分大于零。
再想像曲面囊括两个口，一个排水一个进水。好了，宏观上，我们发现假设假设排水口有点堵的话，进水就比排水多，面积分为正，反之亦然。微观上呢，进水口的散度就比排水口的散度绝对值大，一积分一叠加你就发现三重积分是正的，于是乎向外净流量也是正的。
再想像，这回不是两个三个进出水口了，想像他们是连续分布的。道理差不多，这个曲面里的水盛不下了就要往外跑，曲面里的水太少别出的水就要补进来。这就是高斯-奥氏散度定理。
4楼
2013-11-17 11:50 呜呱星人 只看Ta
现在我们再想像，不是一个曲面，而是两个有一部分共用的封闭曲面。（就假设一个椰子被切一刀，切成的两半套上保鲜膜，再和起来。两片保鲜膜重合在一起）我们现在来计算穿过曲面甲，曲面乙以及曲面甲乙的面积分。在“椰子壳”处一切好说，而再保鲜膜处就有意思了：曲面甲在曲面乙的外部，反之亦然。于是乎保鲜膜甲处的外法向和同一点上保鲜膜乙的外法向相反，而流率是一样的，于是乎在保鲜膜上的面积分甲乙互为相反数。（这很正常，流出甲的水流入乙）于是乎在曲面甲乙上的面积分等于椰子壳上的面积分，不论有没有保鲜膜。
这样我们就可以把一个复杂的图形切割开，切割成简单的，无穷小的，然后把它们叠加起来求出整个积分，证明高斯-奥氏散度公式。
[0] | 这样我们就可以把一个复杂的图形切割开，切割成简单的，无穷小的，然后把它们叠加起来求出整个积分，证明高斯-奥氏散度公式。
5楼
2013-11-17 12:12 呜呱星人 只看Ta
我们再来看stokes公式。思路是差不多的，只不过这里都是伪向量。泡利的讲义有那么一段讲得还可以，就是张量拿过来就用我有点吓一跳。
我们这次来想象一下。。龙卷风。美国人民表示这玩意破坏力还是挺强的。这里的龙卷风呢，可以有各种不同的形状，方圆均可。风的每一点对应着一个力，这个力会对在这一点上运动的物体做功。（至于为什么小物件非要跟着龙卷风的形状走呢。。我不清楚。我们就要求他这样，或者可以给他一个约束力嘛，反正约束力又不做功。而且就算有别的什么力做功也算不到龙卷风头上）
我们还是先从没有龙卷风开始。没有龙卷风不代表没有力，就像没有进水口不代表没有水流一样。就说这个小物块受重力影响吧（牛顿引力场）可能还受电力影响（暂时忽略磁力，磁力比较复杂，但是其实从不做功）可能还受弹簧力影响。
我在重力场中，扔起一块石头，石头落在我手上。重力对石头并没有做功。在电场里仍起一个带电物体，又回来，仍不做功。实际上，这些场的共同点是：在其中运行的物体
[0] | 我们这次来想象一下。。龙卷风。美国人民表示这玩意破坏力还是挺强的。这里的龙卷风呢，可以有各种不同的形状，方圆均可。风的每一点对应着一个力，这个力会对在这一点上运动的物体做功。（至于为什么小物件非要跟着龙卷风的形状走呢。。我不清楚。我们就要求他这样，或者可以给他一个约束力嘛，反正约束力又不做功。而且就算有别的什么力做功也算不到龙卷风头上）
我们还是先从没有龙卷风开始。没有龙卷风不代表没有力，就像没有进水口不代表没有水流一样。就说这个小物块受重力影响吧（牛顿引力场）可能还受电力影响（暂时忽略磁力，磁力比较复杂，但是其实从不做功）可能还受弹簧力影响。
我在重力场中，扔起一块石头，石头落在我手上。重力对石头并没有做功。在电场里仍起一个带电物体，又回来，仍不做功。实际上，这些场的共同点是：在其中运行的物体
7楼 8楼
2013-11-17 12:44 呜呱星人 只看Ta
接上面）这些场的共同特点是：对一个在其中运动轨迹为封闭曲线的物体做得总功为零。这些场叫做保守场。
总功是宏观解释，我们再来看微观解释。stokes公式说的是曲面上场的法向分量面积分（眼熟么？对了和前面那个只差2点，那就是这里的曲面不是闭合的。那里的曲面是个椰子，这里的曲面是张床单。那里是积分场自身，这里是积分他的旋度）等于场在曲面边界上切向分量的线积分。
保守场的旋度为零（关于保守场我们可以说很多，不过都等价）于是乎面积分为零，线积分为零。
我们把龙卷风加回来，绕龙卷风一周，龙卷风做功不为零。微观解释是龙卷风风立场不是保守的，旋度不为零，于是乎积分不为零，总功不为零。
后面的讨论与上面大同小异了，有一点不一样的就是在第二种情况，边界和曲面再给出的时候是没有定向的，而定向的规则是约定俗成而确定的。所以说这一点不用担心床单反过来也能铺的问题。
[0] | 总功是宏观解释，我们再来看微观解释。stokes公式说的是曲面上场的法向分量面积分（眼熟么？对了和前面那个只差2点，那就是这里的曲面不是闭合的。那里的曲面是个椰子，这里的曲面是张床单。那里是积分场自身，这里是积分他的旋度）等于场在曲面边界上切向分量的线积分。
保守场的旋度为零（关于保守场我们可以说很多，不过都等价）于是乎面积分为零，线积分为零。
我们把龙卷风加回来，绕龙卷风一周，龙卷风做功不为零。微观解释是龙卷风风立场不是保守的，旋度不为零，于是乎积分不为零，总功不为零。
后面的讨论与上面大同小异了，有一点不一样的就是在第二种情况，边界和曲面再给出的时候是没有定向的，而定向的规则是约定俗成而确定的。所以说这一点不用担心床单反过来也能铺的问题。
9楼
2014-10-23 16:34 阿达X-Ray 只看Ta
首先建议楼主：要想直观地理解旋度和散度地概念最好不要看国内的书尤其是教材。下面说一下我的理解。不全面，希望能帮到楼主。本人才疏学浅，以下内容尽量不会采用专业术语。
旋度：
首先考虑二维平面：想象一下平面向量场中水平（x轴）和竖直（y轴）分量分别是P（x，y）和Q（x，y）。即A＝P＊i＋Q＊j（i，j分别是水平和竖直方向地单位向量）。那么水平方向上地微增量dX会引起向量场A在竖直方向上地分量Q（x，y）地微增量dQ。这一变化会导致位于点（x，y）处的向量出现由x轴向y轴旋转地趋势，用右手定则判定，会出现一个垂直指向XOY平面外的向量。这个向量就是造成点（x，y）出现顺时针旋转地“漩涡源”（画一下图，可以很明显地看出来。）。同样地，dY会引起dP，但是依照右手定则方向与前者正好相反。那么点（x，y）在这两个“漩涡源”的作用下将如何“旋转”抑或是不旋转呢？很简单，将上述两个旋转向量相加即可。由于选用右手系，所以旋转向量为（（dQ／dX）－（dP／dY））＊k
其中的‘’d“应该是偏导数符号反写的”e“但是我没找到。”k“是z轴方向的单位向量（就是垂直指向纸外的方向）。
下面是3维的情况：向量场此时为A＝P＊i＋Q＊j＋R＊k
如上所述，XOY平面内求得的旋度是一个指向z轴的向量。同理得：指向x轴得旋度向量为（（dR／dY）－（dQ／dz））＊i ；指向y轴得旋度向量为（（dP／dZ）－（dR／dX））＊j 。
所以3为空间中得旋度向量为：（（dR／dY）－（dQ／dz））＊i ＋（（dP／dZ）－（dR／dX））＊j ＋（（dQ／dX）－（dP／dY））＊k 。
哈密顿算子的那个倒三角我敲不出来。
可以用右手形象的体验一下：将手掌伸平，四指指向x轴，y轴垂直与手掌竖直向上（好像手里托着一盘猜一样，OMG，我真佩服自己的想想像力！）设想以下，当dX沿x轴增长时，由于向量A沿y轴方向的增长dQ导致点（x，y）处的向量由x轴向y轴旋转，这时弯曲你的四根手指可以攥成一个拳头，大拇指的指向即旋度向量的方向。
dX同样也会引起水平分量变化dP，dY同样也会引起竖直分量变化dQ。怎么办？这个我就不知道了。不好意思。
散度比较简单，分别对三个变量的方向求偏导数。不说了。
旋度：
首先考虑二维平面：想象一下平面向量场中水平（x轴）和竖直（y轴）分量分别是P（x，y）和Q（x，y）。即A＝P＊i＋Q＊j（i，j分别是水平和竖直方向地单位向量）。那么水平方向上地微增量dX会引起向量场A在竖直方向上地分量Q（x，y）地微增量dQ。这一变化会导致位于点（x，y）处的向量出现由x轴向y轴旋转地趋势，用右手定则判定，会出现一个垂直指向XOY平面外的向量。这个向量就是造成点（x，y）出现顺时针旋转地“漩涡源”（画一下图，可以很明显地看出来。）。同样地，dY会引起dP，但是依照右手定则方向与前者正好相反。那么点（x，y）在这两个“漩涡源”的作用下将如何“旋转”抑或是不旋转呢？很简单，将上述两个旋转向量相加即可。由于选用右手系，所以旋转向量为（（dQ／dX）－（dP／dY））＊k
其中的‘’d“应该是偏导数符号反写的”e“但是我没找到。”k“是z轴方向的单位向量（就是垂直指向纸外的方向）。
下面是3维的情况：向量场此时为A＝P＊i＋Q＊j＋R＊k
如上所述，XOY平面内求得的旋度是一个指向z轴的向量。同理得：指向x轴得旋度向量为（（dR／dY）－（dQ／dz））＊i ；指向y轴得旋度向量为（（dP／dZ）－（dR／dX））＊j 。
所以3为空间中得旋度向量为：（（dR／dY）－（dQ／dz））＊i ＋（（dP／dZ）－（dR／dX））＊j ＋（（dQ／dX）－（dP／dY））＊k 。
哈密顿算子的那个倒三角我敲不出来。
可以用右手形象的体验一下：将手掌伸平，四指指向x轴，y轴垂直与手掌竖直向上（好像手里托着一盘猜一样，OMG，我真佩服自己的想想像力！）设想以下，当dX沿x轴增长时，由于向量A沿y轴方向的增长dQ导致点（x，y）处的向量由x轴向y轴旋转，这时弯曲你的四根手指可以攥成一个拳头，大拇指的指向即旋度向量的方向。
dX同样也会引起水平分量变化dP，dY同样也会引起竖直分量变化dQ。怎么办？这个我就不知道了。不好意思。
散度比较简单，分别对三个变量的方向求偏导数。不说了。
散度和旋度的物理意义, 其他回答都说得很清楚了: 散度, 就是是否有源. 旋度也正是"描述矢量场中某一点所包含微元在场中的旋转程度".
但这里有一个subtle的地方. 有一个答案这么说:
因为科里奥利力的原因，水从孔流出时，水缸里有漩涡，这是旋度这其实是不对的. 旋度说的是液体微粒的自转(vorticity).
有一个经典的例子: (下图取自Purcell的Electricity and Magnetism的Figure 2.39和2.40)
图中的两个向量场都是无源的, 即散度为零. 但(d)的旋度为零, (e)的旋度不为零. 分析如下: 
如(d)中的提示所说, 详细的计算表明:
- 如果一个流体整体绕其中心轴以角速度
旋转, 则流体速度场的旋度大小处处为
.
- 如果一个流体绕其中心轴旋转, 速度与距中心轴的距离成反比, 则流体速度场的旋度大小处处为零.
有一个回答很小心地指出"假设球心位置不改变", 这是很必要的.
Figure 2.39和2.40对于直观理解散度和旋度的物理意义很有帮助. 下面完整给出, 作为其他回答的补充:
P.S.
水的漩涡也不是由于Coriolis effect引起. 这个效应太微弱了, 不足以在这么小的系统中产生影响. 可以参考: http://songshuhui.net/archives/7126.
决定水流漩涡的主要原因之一是盆中水体原本的扰动（注：类似可以解释人发旋的差别）。若水一开始有一点点顺时针旋转，那么随着水逐渐漏掉，由于角动量守恒角速度势必就会增加，就像滑冰运动员收缩身体让转动加快一样，我们也就会看到水流漩涡了
科学科普——水流漩涡的解释
漩涡与地转偏向力与左升右降[转] 来自http://blog.sina.com.cn/s/blog_53d3accd0102dtaw.html 中西合璧论玄幻
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浙江省余姚中学 陈允文 选自《物理教师》2009年第10期
当脸盆中的水排空时会形成漩涡，为何会形成这个漩涡？我们通常的解释是：这是由于地球自转引起的地转偏向力在起作用。在北半球，地转偏向力向右，引起气流向右偏。南半球则向左。所以北半球的气旋是逆时针的，南半球呈顺时针。气旋如此，水流的漩涡也是如此，所以我们见到脸盆中的漩涡应该是逆时针的。
小时候读科普书，对这一说法深信不疑。感叹自然的神奇并经常留意脸盆放水时形成的漩涡，有一次笔者惊奇的看到了一个顺时针的漩涡，一开始笔者怀疑自己记错了书上的解释，然后去翻书，书上明明写着北半球应该是逆时针呵！然后又怀疑那次是自己看走眼了。直到反复几次确信既看到了有逆时针的也有顺时针的漩涡后，才知道上面那个解释其实是有问题的。
先让我们看看什么是地转偏向力。这是在非惯性系中被引入的第三类惯性力，前两类为平动惯性力和惯性离心力，当物体相对于转动的参考系运动时，才引入此力。我们知道，地球是由西向东旋转的，赤道地区旋转的线速度最大（约462m/s），随着纬度升高，线速度越来越小，到了极点减为零。设想空气从低纬度地区向北极移动：最初，空气是具有与出发地相同的向东线速度的；当空气接近极点时，那儿的地面线速度为零，而这股空气却继续保持着它原本向东的速度（假设没有因为摩擦而损耗），于是它会相对于目的地的地表转向东面。沿着空气前进的方向看就是向右偏转了，就好像受到了一个向右的力作用。一个名叫科里奥利（Gaspard—Gustave
Coriolis）的法国人在1835年最先用数学方法描述了这种力，所以科学界称之为科里奥利力。科里奥利力是在所有转动参照系中都会出现的，在以地球为参照系时，我们通常也称它为地转偏向力。科氏力的大小和方向与转动的角速度ω、物体相对与参照系速度v相、物体质量m有关，可表示为
fk*＝2mv相×ω。
ω、v相、fk*形成右手螺旋（如图2）。
或写成：
f＝2mvωsinφ
v为物体的水平运动速度分量，ω为地球自转的角速度，φ为地面上物体所处的纬度。
之所以要在这个“fk“上加“*”号，是因为它不是一个真正的力。真正的力离不开受力物体和施力物体，但科里奥利力找不到施力物体。它是在非惯性系中为了让牛顿力学规律仍然成立而假想的一个力。物理学家们把它称作一种惯性力，也就是说是由于物体具有惯性而产生的。
现在我们可以解释为什么北半球的水流总有向右偏的倾向了。我们通常认为地球是不动的，就算是物理学家做实验，在很多情况下都选取大地作为参考系。但实际情况是地球在一刻不停地自转，地球其实是一个转动的非惯性系，任何运动的物体在地球这个非惯性参考系中都会受到惯性力——特别是科里奥利力的作用。地球的ω的方向是从南极指向北极的，于是根据右手螺旋定则可以知道在北半球一切平行地面运动的物体受到一个指向它们运动方向右边的科里奥利力的作用，于是就向右偏转了。同样的道理，在南半球平行地面运动的物体受到的科里奥利力向左。
地转偏向力是否真的决定了水流漩涡的方向？
首先，实际的观察是不支持这一观点的。因为按照科氏力去解释漩涡，那么北半球的确只能看到逆时针的了。但是如果你真的留意你的洗脸盆中流走的水的话，一段时间后你一定会和我一样惊奇地发现它们有时成顺时针（如图1），有时成逆时针，而有时却并没有显出特别清楚的方向就流走了。每个人都可轻易地在自家的洗手间来验证这一点！
地球自转的作用其实是很微弱的。我们只要稍微估算一下就会知道水流漩涡产生的原因是不是科里奥利力：假设放水时水流冲向出水口的速度达到10m/s，那么即使在两极地区，水流受到的由于科里奥利力产生的加速度也只有1.45×10-3m/s2。如果水盆的直径有1m，那么水流从边缘到达中心的时候由于科里奥利力产生的偏转大概只有1.8×10-6m，这根本就产生不出肉眼能看得出的效应，况且你会发现有时这漩涡是那么强烈，那一定不会是科氏力所引起的。其实我们可以想象，如果科氏力会这么强烈的影响水流漩涡，那么我们平时踢足球、打台球时也必定会受到科氏力的影响，但即使是最顶尖的斯诺克选手，在出杆时也丝毫不会考虑科氏力带来的影响。
事实上，决定水流漩涡的主要原因之一是盆中水体原本的扰动（注：类似可以解释人发旋的差别）。若水一开始有一点点顺时针旋转，那么随着水逐渐漏掉，由于角动量守恒角速度势必就会增加，就像滑冰运动员收缩身体让转动加快一样，我们也就会看到水流漩涡了。为了证实这一点你可以在脸盆中有意搅动使水有顺时针或逆时针转动再拔去塞子，你会看到形成的漩涡方向一定和初始流向一致。如果你把水静置十几分钟以消除原有扰动再轻轻拔去塞子的话，你还会发现水流并没有形成明显的漩涡就直接排空了，因为初始角动量为零。
另外一个影响水流漩涡的主要因素是水盆的构造。象抽水马桶，它们产生漩涡的原因多半是由于它们自身的构造决定的。有的马桶就是设计成漩涡式冲水的，这样的话无论你把它挪到地球上什么地方它都只能产生同一方向的漩涡（注：如炮膛的来复线）。而对于一般的排水口，由于结构，有时候它们会偏好形成某个方向的漩涡，而更多的时候是两种旋转方向的漩涡都会出现。
这么微弱的地转偏向力能带来什么影响？要看到一个微弱的力产生的效果，最好的方法就是延长作用时间（注：甚至可以影响生物的进化过程）。在季风、气旋的形成移动过程中，往往需要几天、几周的时间，在这样的一段时间里，微弱但持续的科里奥利加速度足以使风向产生明显的变化，所以我们在北半球看到的气旋、台风都是逆时针的（如图4,虽然在这个情况下，科里奥利力是使风向右偏的，但是由具体的计算我们可以知道，这时候产生的漩涡仍然是向内逆时针，也就是向外顺时针的。）。另外，科氏力也影响到了大型的河流在数千年的流淌中对两岸的冲刷。北半球右岸往往比左岸陡峭。在一战期间，德军用他们引以自豪的射程为113km的大炮轰击巴黎时，也受到了科里奥利力的捉弄，懊恼地发现炮弹总是向右偏离目标。直到那时为止，人们从没担心过科里奥利力的影响，因为他们从没有这样远距离的开火。另外，还有人认为，科氏力也影响到了火车铁轨的磨损程度，北半球右轨要比左轨磨损厉害一些，不过这样的铁路得有个条件，就是这条铁路只开一个方向的列车。如果不是单向行驶的话，来的时候这边是右，回去的时候就是左了，所以磨损还是一样的。
总之，地转偏向力是微弱的，它的确能影响长时间远距离运动的物体。但是它远不足以影响到盆中水流的漩涡，漩涡方向和地理位置也没有必然联系，主要是取决于水流初始状态或水盆的结构。
以上我们说的都是自然现象，那么有没有人造的能显示科里奥利力效应的仪器呢？
其实是有的，而且我觉得应该很多人都听说过这个东西。它叫傅科摆。
是听说过，但是这个东西不是用来说明地球是在转动的么？
的确，当初法国物理学家傅科(Jean
Focault)在巴黎先贤祠放这个摆，目的的确是要展示地球在转动。在巴黎先贤祠的这个傅科摆，摆长67米，重28千克。之所以傅科选择这么长这么重的摆是有原因的。摆长越长，摆的速度就越大，这样的话傅科想要的效应会更加明显。摆在开始摆动之后就不能再被干扰，所以为了使空气阻力对于摆的影响尽量小，傅科选择了一个相对大的质量。为了显示摆的轨迹，傅科还特地在摆下摆了一个沙盘。如果地球是静止的话，他的摆应该只会在沙盘上画出一条唯一的轨迹，并且沿着这条轨迹不停的往复运动，直到摩擦力使它失去所有能量为止。
正式演示的那天到了。在巴黎名流的众目睽睽之下，傅科的摆在沙盘上画出的轨迹竟然非常缓慢地向右偏转了起来。自然以一种简单得出人意料的方式证明了我们一直认为静止的大地实际上是在永无休止地自转着。傅科摆向人们展示了地球的自转。
那么，是什么力量使摆的轨迹偏转的呢？你没有猜错，正是科里奥利力。在摆的每一次摆动中，科里奥利力都使摆偏转了那么一点点。但是如果长时间观看的话，每个小时摆的轨迹都会向右转过11度，大概32.7小时摆才会转过一圈，这个周期会随着摆所在地的纬度变化。正是这样缓慢而又坚定的偏移使人们能亲眼看到地球转动引起的效应，而这一切都源于科里奥利发现的科里奥利力。
现在这个摆还在巴黎先贤祠里边摆着，当然加上了不少的装置，使摆可以一直摆下去。直到现在这个摆还在以大约32.7小时转完一周的速度缓慢地而坚定地摆动着，就像人们追寻真理的步伐一样。
日期: 2011-3-3 16:16:34 浏览: 154 来源: 学海网收集整理 作者:
李龙
摘要：由于地球本身的自转，使得在其表面流动的液体和气体（或称为流体），受到“科里奥利力”的作用。当我们使用洗脸池或抽水马桶后放水时，水流通常要形成漩涡从排水孔流出。有理论称，在北半球，水流旋涡是朝逆时针方向的；而在南半球，则是顺时针旋转的。
关键字： 顺时针 逆时针 地球自转 科里奥利力 气旋
1.举例分析
对于水旋涡的方向，有说法是北半球是逆时针，南半球刚好相反，原因是由于地转偏。这个说法是否正确？
先想想水流漩涡是怎么来的大部分的资料,甚至是物理老师都告诉我们水流漩涡是因为科里奥利力，因此北半球是顺时针流下,南半球是逆时针科里奥利力确实造成了地球上风向的改变，但科里奥利力会影响水流漩涡吗？如果科里奥利力会影响水流漩涡,那我们平常打篮球时应该也会受科里奥利力的影响可是好像没有吧.....
地转偏向是什么：地球由于自转，物体运动存在自转偏向。在地球上水平运动的物体，无论朝哪个方向运动，都会发生偏向，在北半球向右偏，在南半球向左偏。
抽水马桶的水流形成的漩涡，在北半球逆时针旋转，在南半球顺时针旋转。当我们使用洗脸池或抽水马桶后放水时，水流通常要形成漩涡从排水孔流出。为什么会形成漩涡呢？热心的物理学家这样告诉我们：由于地球本身的自转，使得在其表面流动的液体和气体（或称为流体），受到“科里奥利力”的作用。科里奥利是19世纪法国数学家，他发现在旋转球体上移动的物体，会偏离其运动轨迹。这很容易理解，把等角速度旋转的物体本身看成是一个非惯性系，那么其中运动的物体受到惯性力的作用；特别是，一个惯性力垂直于矢径，是因为沿矢径移动时候，其线速度会发生改变，也就是产生了加速度，这就是受力方向。在地球北半球，科里奥利力造成流体逆时针旋转，在南半球则顺时针旋转。
物理学家对科里奥利力或科里奥利效应的理解绝对准确，但使用科里奥利效应来解释抽水马桶水的漩涡则大错特错。科里奥利效应在解释洋流、大气环流之类大规模运动的流体时是成立的。但是，对抽水马桶的水流，科里奥利效应则几乎毫无影响。马桶旋转水流的2端，由于地球自转造成的影响几乎是完全相等的，即使有略微不同，也安全无法造成强烈的水流。
那么，马桶时如何造成水流旋转呢？仔细观察即可发现，答案是马桶边缘的出水孔。马桶设计人员使水从边缘沿着切线方向喷出，这样造成水流的强烈旋转。但是，洗脸池和浴缸并没有侧向水流，为什么也会产生深深的漩涡呢？答案也不是科里奥利效应。原因在于，水在流向排水孔时，不能把孔完全盖住，否则，空气跑不出来，水也流不下去。因此，水流必须“排队等候”流入排水孔。漩涡就是水流排队的方式。通常，对于某个马桶，漩涡方向是固定的。这因为排水孔中心并不严格处于马桶或者浴缸的中心，这样，初始的随机偏转效应会累积，最后形成固定的旋转方向。
再如，假设北半球有一物体在A点，它沿着经线向北朝B点运动，在B点有一个观测者，如果地球没有自转，那么这个观测者就会看到物体沿着运动方向到达了他的位置；但是地球是一个自转的球体，那么B点经过地球的自转就相当于从经线1转到了经线2的位置，因为地球的经线不是平行的，所以B点在经线2的指向相对于在经线1的指向就改变了，形成了一个角度（可以去看一下地球仪，就会发现两条经线的指向是有角度的）但物体由于惯性，仍然沿着原来经线的指向运动，于是运动到目的地时，在B点的观测者就发现这个物体运动到他的右边。
2.原因分析
同样的由于纬线在平面上也不平持，所以在北半球纬线指向运动的物体也会向右偏向；而在南半球的情况刚好和北半球相反。 而只有在赤道上才不会出现地转偏向，因为那里的经线和纬线在平面上是平行的。
所以很多交通工具如飞机，轮船在航行时都要经常的调整航向，不然就会偏航到目的地的右方了。 地转偏向气流的影响非常明显，是大气运动主要原因。地球上重要的天气特征气旋和反气旋需要地转偏向才能形成。地转偏向还是形成风暴的主要原因之一，是不同纬度带信风形成的主要原因之一，同时还是季风形成的主要原因之一。
地转偏向也是洋流形成的主要原因之一。洋流受到地转偏向的影响，在流动的过程中偏转，逐渐形成环流，使得地球的海水热量，成分得以交换，维持全球热量与水量的平衡。北半球的环流是顺时针，南半球的环流是逆时针的。 所以，地转偏向只在大尺度上对水流有影响。
事实上,水流漩涡只是因为水缸的不平稳或是水中原本就有的扰动造成的若水一开始有一点点顺时针旋转当水漏掉时,由于角动量守恒角速度势必就会增加,我们也就会看到水流漩涡了假设水缸底部完全水平水中也完全没有扰动那么不论是在何处,水都会直接向下流,没有漩涡所以说,并没有所谓北半球顺时针流下,南半球是逆时针这只不过是有人科里奥利力解释的产物不相信的话可以自己找不同的水缸做做看实验...如果水流漩涡与科里奥利力那在赤道线上水流漩涡也就没有特定的方向了。
3.结论
对于水的旋涡，科学家已经表示，和地传偏向没有什么关系，地转偏向无力影响水形成旋涡，地球上水旋涡的运动方向和存在方式只与地貌特征有关；如果是下水道，则与下水道的结构和温度有关，而与地球的自转没什么关系，所以南北半球水旋涡的方向相反是个谬论，也就是说，不管在南半球或北半球，水的旋涡方向可能是顺时针的，也可能是逆时针的。
参考文献:
http://www.iqstar.net/cgi-bin/topic
http://www.hogo.com.cn/dierkt1/text
http://www.zhiyin.com.cn/zy/ca2218.htm
关键字： 顺时针 逆时针 地球自转 科里奥利力 气旋
1.举例分析
对于水旋涡的方向，有说法是北半球是逆时针，南半球刚好相反，原因是由于地转偏。这个说法是否正确？
先想想水流漩涡是怎么来的大部分的资料,甚至是物理老师都告诉我们水流漩涡是因为科里奥利力，因此北半球是顺时针流下,南半球是逆时针科里奥利力确实造成了地球上风向的改变，但科里奥利力会影响水流漩涡吗？如果科里奥利力会影响水流漩涡,那我们平常打篮球时应该也会受科里奥利力的影响可是好像没有吧.....
地转偏向是什么：地球由于自转，物体运动存在自转偏向。在地球上水平运动的物体，无论朝哪个方向运动，都会发生偏向，在北半球向右偏，在南半球向左偏。
抽水马桶的水流形成的漩涡，在北半球逆时针旋转，在南半球顺时针旋转。当我们使用洗脸池或抽水马桶后放水时，水流通常要形成漩涡从排水孔流出。为什么会形成漩涡呢？热心的物理学家这样告诉我们：由于地球本身的自转，使得在其表面流动的液体和气体（或称为流体），受到“科里奥利力”的作用。科里奥利是19世纪法国数学家，他发现在旋转球体上移动的物体，会偏离其运动轨迹。这很容易理解，把等角速度旋转的物体本身看成是一个非惯性系，那么其中运动的物体受到惯性力的作用；特别是，一个惯性力垂直于矢径，是因为沿矢径移动时候，其线速度会发生改变，也就是产生了加速度，这就是受力方向。在地球北半球，科里奥利力造成流体逆时针旋转，在南半球则顺时针旋转。
物理学家对科里奥利力或科里奥利效应的理解绝对准确，但使用科里奥利效应来解释抽水马桶水的漩涡则大错特错。科里奥利效应在解释洋流、大气环流之类大规模运动的流体时是成立的。但是，对抽水马桶的水流，科里奥利效应则几乎毫无影响。马桶旋转水流的2端，由于地球自转造成的影响几乎是完全相等的，即使有略微不同，也安全无法造成强烈的水流。
那么，马桶时如何造成水流旋转呢？仔细观察即可发现，答案是马桶边缘的出水孔。马桶设计人员使水从边缘沿着切线方向喷出，这样造成水流的强烈旋转。但是，洗脸池和浴缸并没有侧向水流，为什么也会产生深深的漩涡呢？答案也不是科里奥利效应。原因在于，水在流向排水孔时，不能把孔完全盖住，否则，空气跑不出来，水也流不下去。因此，水流必须“排队等候”流入排水孔。漩涡就是水流排队的方式。通常，对于某个马桶，漩涡方向是固定的。这因为排水孔中心并不严格处于马桶或者浴缸的中心，这样，初始的随机偏转效应会累积，最后形成固定的旋转方向。
再如，假设北半球有一物体在A点，它沿着经线向北朝B点运动，在B点有一个观测者，如果地球没有自转，那么这个观测者就会看到物体沿着运动方向到达了他的位置；但是地球是一个自转的球体，那么B点经过地球的自转就相当于从经线1转到了经线2的位置，因为地球的经线不是平行的，所以B点在经线2的指向相对于在经线1的指向就改变了，形成了一个角度（可以去看一下地球仪，就会发现两条经线的指向是有角度的）但物体由于惯性，仍然沿着原来经线的指向运动，于是运动到目的地时，在B点的观测者就发现这个物体运动到他的右边。
2.原因分析
同样的由于纬线在平面上也不平持，所以在北半球纬线指向运动的物体也会向右偏向；而在南半球的情况刚好和北半球相反。 而只有在赤道上才不会出现地转偏向，因为那里的经线和纬线在平面上是平行的。
所以很多交通工具如飞机，轮船在航行时都要经常的调整航向，不然就会偏航到目的地的右方了。 地转偏向气流的影响非常明显，是大气运动主要原因。地球上重要的天气特征气旋和反气旋需要地转偏向才能形成。地转偏向还是形成风暴的主要原因之一，是不同纬度带信风形成的主要原因之一，同时还是季风形成的主要原因之一。
地转偏向也是洋流形成的主要原因之一。洋流受到地转偏向的影响，在流动的过程中偏转，逐渐形成环流，使得地球的海水热量，成分得以交换，维持全球热量与水量的平衡。北半球的环流是顺时针，南半球的环流是逆时针的。 所以，地转偏向只在大尺度上对水流有影响。
事实上,水流漩涡只是因为水缸的不平稳或是水中原本就有的扰动造成的若水一开始有一点点顺时针旋转当水漏掉时,由于角动量守恒角速度势必就会增加,我们也就会看到水流漩涡了假设水缸底部完全水平水中也完全没有扰动那么不论是在何处,水都会直接向下流,没有漩涡所以说,并没有所谓北半球顺时针流下,南半球是逆时针这只不过是有人科里奥利力解释的产物不相信的话可以自己找不同的水缸做做看实验...如果水流漩涡与科里奥利力那在赤道线上水流漩涡也就没有特定的方向了。
3.结论
对于水的旋涡，科学家已经表示，和地传偏向没有什么关系，地转偏向无力影响水形成旋涡，地球上水旋涡的运动方向和存在方式只与地貌特征有关；如果是下水道，则与下水道的结构和温度有关，而与地球的自转没什么关系，所以南北半球水旋涡的方向相反是个谬论，也就是说，不管在南半球或北半球，水的旋涡方向可能是顺时针的，也可能是逆时针的。
参考文献:
http://www.iqstar.net/cgi-bin/topic
http://www.hogo.com.cn/dierkt1/text
http://www.zhiyin.com.cn/zy/ca2218.htm
《气象》 1980年07期
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反气旋式龙卷风
马德华
【摘要】：正 一般人们总认为,无论在北半球还是在南半球,龙卷风都是气旋式旋转的,即在北半球呈反时针旋转,南半球呈顺时针旋转,而反气旋式龙卷风则非常稀少。但从研究来看,反气旋式龙卷风也可经常发生,而且,反气旋式龙卷风常常还会在气旋式龙卷风的附近形成发展,两者的距离远近不一,远的可相
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反气旋式龙卷风
马德华
【摘要】：正 一般人们总认为,无论在北半球还是在南半球,龙卷风都是气旋式旋转的,即在北半球呈反时针旋转,南半球呈顺时针旋转,而反气旋式龙卷风则非常稀少。但从研究来看,反气旋式龙卷风也可经常发生,而且,反气旋式龙卷风常常还会在气旋式龙卷风的附近形成发展,两者的距离远近不一,远的可相
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