Encontrar la divergencia en coordenadas esféricas usando el tensor métrico

Necesito encontrar la divergencia en coordenadas esféricas usando la expresión

v = 1 gramo tu j ( gramo v j )
He descubierto los elementos del tensor métrico diagonal: gramo r r = 1 , gramo θ θ = r 2 , gramo ϕ ϕ = r 2 pecado 2 θ . Todos los demás elementos son 0. La matriz inversa gramo i j tiene componentes: gramo r r = 1 , gramo θ θ = 1 r 2 , gramo ϕ ϕ = 1 r 2 pecado 2 θ . La raíz cuadrada del determinante, gramo = r 2 pecado θ . Por lo tanto, tenemos
v r = gramo r r v r + gramo r θ v θ + gramo r ϕ v ϕ = v r
v θ = gramo θ r v r + gramo θ θ v θ + gramo θ ϕ v ϕ = 1 r 2 v θ
v ϕ = gramo ϕ r v r + gramo ϕ θ v θ + gramo ϕ ϕ v ϕ = 1 r 2 pecado 2 θ v ϕ
Esto conduce a una divergencia de
v = 1 r 2 r ( r 2 v r ) + 1 r 2 pecado θ θ ( pecado θ v θ ) + 1 r 2 pecado 2 θ v ϕ ϕ

Probablemente me equivoqué al convertir el v i s a v j s. ¿Es incorrecta mi reducción de índices aquí? ¿Es por eso que mi divergencia es incorrecta?

Probablemente tengas razón acerca de dónde te equivocaste. Considere cuáles son los componentes v θ y v ϕ se refieren, y cómo dependen de su elección de vectores base. Recuerde que su tensor métrico implica una cierta elección sobre cómo se normalizan sus vectores base.
Gracias. He entendido ahora que el v i deben dividirse por los factores de escala correspondientes h i , si vamos a trabajar en una base ortonormal.

Respuestas (1)

El v i 's en la expresión original están en una base no ortonormal. Dividir por los factores de escala h i para obtener los componentes en una base normal.