数学物理方程篇·第一章 / 1.4
静电势与电磁场的方程
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16 静电势为什么满足泊松方程
均匀介质中,设电荷体密度为,介电常数。静电方程为
局部无旋,或在合适的单连通区域,可以写。代入散度式,
无电荷区才有。如果介电常数随位置变化,应保留。
与前面复势约定区分: 这里是实数电势,不需要再讨论取复函数实部或虚部。等价的二维调和函数方法可以接上前面复变部分,但三维通常不能直接用一个复变解析函数表示。
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17 自由电磁场:为什么既能出现波动,也能出现扩散近似
常介质参数下,麦克斯韦方程组给出
对第一式再取旋度,用,得到
每个分量都满足相应标量方程,磁场也有同样结构。若导电项可忽略,得到波动方程,波速。
若在所研究时间尺度上位移电流相对传导电流很小,则可忽略对应的高阶时间项,得到扩散型近似。对典型角频率,比较条件是;只把不同量纲的与直接比大小不够。
这段的用途是说明同一种数学模型会跨物理领域出现。第一轮会认最终方程、参数与近似条件即可;若不考电磁建模,完整向量恒等式的推导可第二轮细读。