Диа́да — это специальный тензор второго ранга, тензорное произведение двух векторов[ 1] [ 2] . В компонентной записи диада имеет вид
A
i
j
=
a
i
b
j
,
{\displaystyle \ A_{ij}=a_{i}b_{j},}
В бескоординатной форме
A
=
a
⊗
b
{\displaystyle \mathbf {A} =\mathbf {a} \otimes \mathbf {b} }
, либо просто
a
b
{\displaystyle \mathbf {ab} }
Любой двухвалентный тензор можно разложить в сумму не более чем n диад, где n — размерность исходного линейного пространства, так как
[
0
…
a
1
…
0
0
…
a
2
…
0
…
…
…
…
…
0
…
a
n
…
0
]
=
[
a
1
a
2
…
a
n
]
⊗
[
0
…
1
…
0
]
{\displaystyle {\begin{bmatrix}0&\dots &a_{1}&\dots &0\\0&\dots &a_{2}&\dots &0\\\dots &\dots &\dots &\dots &\dots \\0&\dots &a_{n}&\dots &0\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}a_{1}\\a_{2}\\\dots \\a_{n}\end{bmatrix}}\otimes {\begin{bmatrix}0&\dots &1&\dots &0\end{bmatrix}}}
и любая матрица представима как сумма не более чем n таких «одностолбцовых» матриц.
Пример диады
Например, рассмотрим пару векторов
A
=
a
i
+
b
j
{\displaystyle \mathbf {A} =a\mathbf {i} +b\mathbf {j} }
и
B
=
c
i
+
d
j
.
{\displaystyle \mathbf {B} =c\mathbf {i} +d\mathbf {j} .}
Тогда тензорное произведение A и B равно
A
⊗
B
=
a
c
i
⊗
i
+
a
d
i
⊗
j
+
b
c
j
⊗
i
+
b
d
j
⊗
j
{\displaystyle \mathbf {A\otimes B} =ac\mathbf {i\otimes i} +ad\mathbf {i\otimes j} +bc\mathbf {j\otimes i} +bd\mathbf {j\otimes j} }
.
Оператор вращения
Двухвалентный тензор
j
⊗
i
−
i
⊗
j
{\displaystyle \mathbf {j\otimes i} -\mathbf {i\otimes j} }
-
это оператор вращения плоскости на 90° (против часовой стрелки). Он действует слева от вектора и производит вращение:
(
j
⊗
i
−
i
⊗
j
)
⋅
(
x
i
+
y
j
)
=
x
j
(
i
⋅
i
)
−
x
i
(
j
⋅
i
)
+
y
j
(
i
⋅
j
)
−
y
i
(
j
⋅
j
)
=
−
y
i
+
x
j
.
{\displaystyle (\mathbf {j\otimes i} -\mathbf {i\otimes j} )\cdot (x\mathbf {i} +y\mathbf {j} )=x\mathbf {j(i} \cdot \mathbf {i)} -x\mathbf {i(j} \cdot \mathbf {i)} +y\mathbf {j(i} \cdot \mathbf {j)} -y\mathbf {i(j} \cdot \mathbf {j)} =-y\mathbf {i} +x\mathbf {j} .}
Использование диад
В физике
Как простейшие составляющие двухвалентных тензоров, диады нашли применение в кристаллофизике при описании симметрийных свойств кристаллов . Наибольшее развитие данный подход получил в так называемом ковариантном или бескоординатном методе , развиваемом белорусской школой теоретической физики.
Примечания
Литература
Кочин Н. Е. Векторное исчисление и начала тензорного исчисления. — 9-е изд. — М. : Наука , 1965. — 424 с.
Димитриенко Ю. И. Тензорное исчисление. — М. : Высшая школа , 2001. — 575 с.