求助,如何证明泊松公式?
2019-12-12
泊松方程为△φ=f
在这里 △代表的是拉普拉斯算符(也就是哈密顿算符▽的平方),而 f 和 φ 可以是在流形上的实数或复数值的方程。
当流形属于欧几里得空间,而拉普拉斯算子通常表示为,
拉普拉斯方程
因此泊松方程通常写成
或
泊松方程
在三维直角坐标系,可以写成
如果没有f, 这个方程就会变成拉普拉斯方程△φ=0.
泊松方程可以用格林函数来求解;如何利用格林函数来解泊松方程可以参考screened Poisson equation[1] 。
现在有很多种数值解。像是松弛法,不断回圈的代数法,就是一个例子。
数学上,泊松方程属于椭圆型方程(不含时线性方程)。
泊松首先在无引力源的情况下得到泊松方程,△Φ=0(即拉普拉斯方程);当考虑引力场时,有△Φ=f(f为引力场的质量分布)。
后推广至电场磁场,以及热场分布。该方程通常用格林函数法求解,也可以分离变量法,特征线法求解。
静电场的泊松方程
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泊松方程是描述静电势函数V与其源(电荷)之间的关系的微分方程。
▽^2V=-ρ/ε
其中,ρ为体电荷密度(ρ=▽·D,D为电位移矢量。),ε为介电常数绝对值εr*εo。
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