а с калибровкой Кулона они принимают форму
.
4.
Для сред с параметрами можно ввести векторный потенциал Герца
с помощью соотношения
.
При
этом удовлетворяется калибровка Лоренца, если взять следующее представление для
.
Учитывая связи между полями
,
из (10.50) и (10.51) получим систему уравнений
Эта система будет выполнена, если вектор Герца удовлетворяет уравнению
(10.57)
Если потенциал Герца определен, то электромагнитное поле находится с помощью операции дифференцирования:
(10.58)
Учитывая
уравнение (10.57) и соотношение , получим представление
(10.59)
В
формулах (10.58), (10.59) поля выражаются через вектор Герца с помощью операции
. Это означает, что новый вектор
(здесь
-
произвольная функция) не меняет поля
(вектор Герца обладает
свойством градиентной инвариантности). Это свойство вектора Герца позволяет
проводить дополнительное упрощение вычислений. В случае сред с временной
дисперсией, но без пространственной дисперсии, возможно рассмотрение
комплексных амплитуд для потенциалов. Для них получаются соответствующие
уравнения при замене
,
.
10.12. Поле точечного и пространственно распределенного источников в однородной среде без дисперсии. Исследуем поле, возбуждаемое точечным нестационарным источником в виде заряда, плотность которого описывается функцией
.
В
сферической системе координат .
Волновое уравнение для скалярного потенциала имеет вид
Задача
обладает сферической симметрией, поэтому можно использовать однокомпонентный
вектор Герца ,
который удовлетворяет уравнению
В
сферической системе координат, вне источника () уравнение для скалярного потенциала имеет вид
.
С
помощью введения новой неизвестной функции можно избавиться от первой производной по радиальной
координате:
.
Общее решение этого уравнения имеет вид суммы двух произвольных функций
,
где
описывает
волну, распространяющуюся в направлении
, а функция
описывает волну, приходящую из бесконечности. Мы
решаем задачу о возбуждении поля локализованным источником. Это поле должно
быть волной «расходящейся»:
.
В
случае статики и имеем закон Кулона
Можно
показать (это делается в курсе математической физики), что при имеет место представление
.
Получаем выражение для скалярного потенциала
.
Аналогично получается представление
.
При непрерывном распределении заряда (Рис.10.9) в силу принципа линейной суперпозиции потенциал такого объемного заряда можно представить в виде интеграла
.
Интегрирование
производится по объему, занимаемому распределенным источником, - точка
наблюдения. Аналогично выглядит и решение для потенциала Герца
. (10.60)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.