Laplaciano vettoriale

In matematica e fisica, l'operatore di Laplace vettoriale, anche chiamato laplaciano vettore o laplaciano vettoriale, indicato con ${\displaystyle {\overline {\nabla }}^{2}}$, è un operatore differenziale definito su campi vettoriali. Esso è strettamente legato al laplaciano scalare. Infatti, entrambi devono il proprio nome a Pierre-Simon Laplace, matematico e fisico francese che studiò questi operatori. Naturalmente i due operatori differiscono tra loro: quello scalare opera su funzioni scalari e restituisce uno scalare; quello vettoriale opera su funzioni vettoriali e restituisce un vettore.

Per indicare il laplaciano vettoriale, talvolta, si usa anche il simbolo ${\displaystyle \nabla ^{2}}$, che in genere indica il laplaciano scalare, cadendo nella possibilità di creare confusione. Di solito, nelle trattazioni che adottano questa notazione, il laplaciano scalare è indicato con il simbolo ${\displaystyle \Delta }$.

Definizione

Data una funzione ${\displaystyle \mathbf {F} }$ definita in uno spazio euclideo, il laplaciano vettore è definito come il vettore che ha per componenti il laplaciano scalare delle funzioni componenti di ${\displaystyle \mathbf {F} }$:

${\displaystyle {\overline {\nabla }}^{2}\mathbf {F} =\left\{\nabla ^{2}F_{x},\nabla ^{2}F_{y},\nabla ^{2}F_{z}\right\}}$

in cui abbiamo denotato con ${\displaystyle \nabla ^{2}={\frac {\partial ^{2}}{\partial x^{2}}}+{\frac {\partial ^{2}}{\partial y^{2}}}+{\frac {\partial ^{2}}{\partial z^{2}}}}$ il laplaciano scalare.

Esiste un'uguaglianza vettoriale che lega laplaciano vettore al rotore del rotore di un campo vettoriale:

${\displaystyle \nabla \times \left(\mathbf {\nabla \times F} \right)=\mathbf {\nabla } (\mathbf {\nabla \cdot F} )-{\overline {\nabla }}^{2}\mathbf {F} }$

Voci correlate

• Gradiente
• Divergenza
• Rotore (matematica)
• Operatore di Laplace

Collegamenti esterni

• (EN) Eric W. Weisstein, Vector Laplacian, su MathWorld, Wolfram Research.

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