텐서란 무엇인지 설명해보세요.
텐서란 크기와 2개 이상의 방향을 가지는 물리량이다. 실제 스칼라와 벡터 모두 특수한 텐서의 일종이다. 대표적인 텐서로는 다음과 같은 물리량이 있다.
응력(Stress) :
투수율(permeability) :
탄성계수 :
n차원 공간에 속한 자연현상을 설명할 때
n0=1 개의 수로 대표되는 물리량이 n차원 공간의 스칼라이고
n1=n 개의 수로 대표되는 물리량이 n차원 공간의 벡터이다.
그래서 선 위에서만 움직이는 1차원 운동에서 스칼라와 벡터는 모두 1개의 수로 대표되며, 시공간과 같은 4차원 공간에서 묘사되는 4차원 스칼라인 물리량은 1개 그리고 4차원 벡터인 물리량은 4개의 수로 대표된다.
▲ 응력 텐서의 기하학적 표현
물리량 중에서 n0=1 또는 n1=n 개 뿐 아니라, n2=n×n 또는 n3=n×n×n 개 등으로 대표되는 물리량을 바로 텐서라고 부른다. 좀 더 정확히 말하면 n×n 개의 수로 대표되는 물리량을 2차 텐서, n×n×n 개의 수로 대표되는 물리량을 3차 텐서라고 부른다.
이런 방식으로 말하면 n개의 수로 대표되는 물리량을 1차 텐서라고 부르고 n0=1 개의 수로 대표되는 물리량을 0차 텐서라고 부르는 것이 그럴듯하지 않을까? 정말로 그렇다. 그런데 0차 텐서와 1차 텐서인 물리량이 가장 많으므로 특별히 스칼라와 벡터라고 이름을 따로 붙인 것이다.
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