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[科普中国]-右手系

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右手系(right-hand system)是在空间中规定直角坐标系的方法之一。此坐标系中x轴,y轴和z轴的正方向是如下规定的:把右手放在原点的位置,使大姆指,食指和中指互成直角,把大姆指指向x轴的正方向,食指指向y轴的正方向时,中指所指的方向就是z轴的正方向。也可以按如下方法确定右手(左手)坐标系:如果当右手(左手)的大拇指指向第一个坐标轴(x轴)的正向,而其余手指以第二个轴(y轴)绕第一轴转动的方向握紧,就与第三个轴(z轴)重合,就称此坐标系为右手(左手)坐标系。

基本介绍定义物体在平面上,即二维的位置时,使用表示两个方向的 坐标轴(称作笛卡尔坐标直角坐标)。与此相反,在空间中,即为三维定义位置时,使用 这3个坐标轴。这是因为平面上的位置用“纵”、“横”值来表示,对此,三维空间位置则在“纵”、“横”的基础上又加上“深”,从而用3个坐标来表示。

在三维坐标中,根据 轴(深)的不同方向,分为“右手系”和“左手系”两种坐标系。当 轴的方向是(在一般二维直角坐标系上:向右为 轴,向上为 轴)从眼前伸向深处时,该坐标系是左手系,反之则是右手系。所谓右手系是用以下方法表示的三维坐标系:

●右手的拇指表示

●食指表示

●中指表示 轴 ·

也就是把拇指当作 轴,食指当作 轴,中指当作 轴,来考虑三维坐标。如果是右手系,则中指指向自己一方。如果是左手系,则中指指向前方(参见图1)1。

分辨方法方法一空间直角坐标系有右手系和左手系的区分,观察图2和图3,有何不同?在图2中,我们以右手拇指向上竖立表示 轴方向,将指掌变为弧形,这时,由由指掌到指尖的方向正好是 轴经过较短路径转到 轴的方向,则图2中所表示的空间直角坐标系称为右手系,同样可以用左手说明图3中所表示的空间直角坐标系称为左手系,通常都采用右手系2。

方法二再介绍另一种右手系和左手系的分辨方法:先将右手的拇指、食指、中指伸开,使之互相垂直,见图4和图5,令拇指表 的方向,食指表 的方向,中指表 的方向,则图4中所表示的空间直角坐标系称为右手系,同样可以用左手说明图5中所表示的空间直角坐标系称为左****手系2

当图2中的三个坐标轴不互相垂直,且不共面,三个坐标轴上的单位长也不必须相等时称为空间仿射坐标系,它也有右手系和左手系的区分,其规定和空间直角坐标系完全相仿,如图6表示右手系,图7表示左手系。

本词条内容贡献者为:

王海侠 - 副教授 - 南京理工大学