Appendice A Operatori Scalari e Vettoriali - INFN

cioè dipende solo dagli estremi della curva e non dal cammino seguito parepassare da P 1 a P 2 . Pertanto, tutte le volte che⃗v = ∇fsi ha che la sua circuitazione lungo una linea chiusa è nulla:∮∇f · d⃗s = 0(B.7)(B.8)in tal caso si dice che il vettore è conservativo.Si definisce flusso di un vettore ⃗v attraverso una superficie S, l’integraledi superficie∫φ S (⃗v) = ⃗v · ⃗n dS(B.9)Sove ⃗n è il versore avente in ogni punto (si S) la direzione normale alla superficieS in quel punto e rivolto sempre dalla stessa parte di S. Se ora S èuna superficie chiusa e orientabile, con normale esterna ⃗n, che costituisce lafrontiera di un solido (nello spazio a tre dimensioni) di volume V , e ⃗v è uncampo vettoriale differenziabile con continuità definito in V , si ha il teoremadi Gauss o della divergenza (cfr. Apostol, volume 3, p.430 oppure dispensaProf. Zampieri, pag. 55)φ S (⃗v) =∫S⃗v · ⃗n dS =∫V(∇ · ⃗v) dV (B.10)che permette di sostituire un integrale di volume ad un integrale di superficie(o viceversa) e fornisce il significato fisico dell’operatore divergenza definitodalla (A.13). Dal teorema della divergenza seguono le relazioni:e∫∫SSf⃗n dS =∫⃗n × ⃗v dS =V∇f dV∫V∇ × ⃗v dV(B.11)(B.12)per la cui dimostrazione è sufficiente moltiplicare scalarmente i due membridelle equazioni con un vettore costante ⃗a e poi applicare le (A.19) e (A.26),rispettivamente, ricordando la definizione di prodotto misto nel caso della(B.12), ed il teorema della divergenza (B.10).Di grande utilità è anche il teorema o lemma di Green che, di nuovo,permette di trasformare un integrale di volume in uno di superficie o unintegrale di superficie in uno di linea. Considerando una superficie S ed un