数学物理方程篇·第五章 / 5.6
三维镜像法从平面做到球
教材§5.2.3,第341—346页
21 半空间:异号镜像用来消去边界值
取
在
若要零法向导数,常用同号镜像,让法向导数相消。但那是另一种边界条件,不能把“镜像总是异号”当口诀。这里的全空间点势还应结合无穷远行为,选取符合所求问题的核。
左图取垂直截面。两条虚线等长,异号势在平面上抵消。
22 半空间泊松核:边界积分中的负号变成正核
对观察点
因此
做到什么程度: 会从镜像写出
23 球内镜像的位置不是普通反射
球半径
格林函数为
在
图取ρ<R,反演点在球外。源在球心时取极限,不能直接除以ρ=0。
24 球内泊松公式与球心平均值
对
在球心,分子为
例如边界给
图为球的截面与赤道示意,平均使用球面面积元,不是截面圆周长度。
练习11 球镜像两件事都要算
球半径2,源点
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反演点
练习12 球心值不需要做长积分
单位球面边界为
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球心值等于球面平均。对称性使三个平方的平均相同,且球面上