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stokes定理

斯托克斯定理(Stokes' theorem)是微分幾何中關於微分形式的積分的一個命題,它一般化了向量微積分的幾個定理,以斯托克斯爵士命名。該定理表明,沿封閉曲線L的速度環量等於穿過以該曲線為周界的任意曲面的渦通量。當封閉周線內有渦束時,則沿封閉周線的速度環量等於該封閉周線內所有渦束的渦通量之和。斯托克斯定理是微積分基本公式在曲面積分情形下的推廣,也是格林公式的推廣,它給出了曲面塊上的第二類曲面積分與其邊界上的第二類曲線積分之間的聯繫。此外,斯托克斯定理還可以表明相差一個恰當形式的閉形式在相差一個邊界的鏈上的積分相同,這就是同調群和德拉姆上同調可以配對的基礎。

注意,此處的「斯托克斯定理」與Stokes定律不同,後者描述的是球形物體在粘滯層流中克服的阻力F=6πηυR,式中R是球體的半徑,υ是球體相對於液體的速度,η是液體的粘滯係數。而且,Stokes定律公式v=[2(ρ—ρ0)r2g/9η]描述的是在重力場中,懸浮在液體中的顆粒受重力、浮力和粘滯阻力的作用將發生運動的情形,其中ρ和ρ0分別代表顆粒和流體的密度,r是顆粒半徑,η是介質粘度,g是重力加速度。這兩個公式雖然冠以「斯托克斯」的名字,但與微分幾何中的斯托克斯定理是不同的概念。