当前课程知识点:电动力学(上) > 第二章 静电场和稳恒电流的电磁场 > 2.6 格林函数 > 例子
好 最后我们来说格林函数
具体的例子说几个
如果是无界空间 刚才说了
格林函数就要求是r分之一衰减
就是无穷远自然边界条件
点电荷的单位电量
点电荷的电势就是这个
因为库仑定律就是这个
那么刚才那关系式就是这个
这个关系式
本来是我们库仑定律
一般的电荷分布
给出来的电势分布
现在告诉你
这里面的这一部分
这个东西和这一部分
实际上是格林函数
就是点源产生的
单位电量点源产生的这个电势
那么然后说上半空间
第一类边值问题格林函数
什么意思 上半空间
我们现在就讨论的求解区域
是一个三维空间里面
Z大于0的那个区域
就是整个按那个Z等于0
那个xy平面
把整个空间分成两半
上半Z大于0 Z小于0
我们现在假定
这个问题里面的边值问题是
在Z等于0
这个xy平面上的电势是知道
是一个分布 等于多少多少
然后求这个上半空间的电势分布
那么这是一个一般的边值问题
我现在化成格林函数
我们说这是第一类边值问题
第一类边值问题的格林函数
就对应的什么呢
你在这上半空间
放一个点源单位电量的点源
然后格林函数要求在边界上的是
格林函数是等于0
数值是等于0
那就等于什么呢
你说要求整个Z等于0
那个平面电势等于0
就相当于那个Z等于0平面
像是一个无穷大导体板对不对
它接地它就是等于0
然后上面放一个点电荷
那这不是一个导体板
外面放一个点电荷
就是原来那个镜像法算的
然后它的电势就是什么
上面那个点电荷的电势
再加上底下对称的那个点
一个负电荷对不对
所以它的格林函数就是原来的
这是放在那的点电荷
单位电量这是1的电势
然后再有一个
它的对称的另外一个点
这个对称的
我把这r一撇
写成x一撇 y一撇 z一撇
就是那个点电荷在的那个
单位电量点电荷在的那个位置
然后它对称那一点是在
本来上半平面就是
那个z一撇换成负z一撇
就是换成下半平面的那一块
其他x一撇 y一撇是同样的
那么电量是一个负号了
这是它镜像电荷
这两个合起来
就保证这个表面是
这是我们镜像法算出来
这就是它的格林函数
这就出来了
然后再用刚才那关系
这个格林函数代到那个
刚才那个关系式里面
就把那格林函数代进去
这还有格林函数的微商
任何一个边值问题
在这里面面上的电势
只要知道面上的电势
这个电荷分布
空间的电荷分布知道
这就全都出来了
就是所以我们看到
刚才的一个无穷大导体板
外面放一个点电荷
知道了那个
就可以把任意一个
相当于这么一个面
外面的任何的电荷分布
这面上的电势假定是知道
电荷分布假定是知道
这解析就都出来
最后用一个积分已经算出来了
那么还有一个
我们算的那个球
一个球外的一个也是一样
我们算假定是一个
球外空间的第一类边值
就是一个球
球面上的电势都知道
然后球外有一些电荷分布
要求它的这个
用格林函数来去算它
那就是说什么呢
在这个球是要求是球面是接地的
然后球外放一个单位电量的电荷
这就是它的格林函数
把格林函数给出来了
然后一般的代那公式
那个球是 电势是0
就是接地的
然后球外放一个电荷
那不也是我们镜像法给出来了吗
那么把它的
这个式子写出来就是这个
这个就是球外的那个
球内就在它的对称点
放一个电量是负号
然后r0
本来还像Q是1
除上r一撇
这就是它的镜像的贡献
这样格林函数就知道了
再代到那个关系式里面
一般就也都知道了
到此为止
我们的电动力学
第二章静电场和稳恒电流的
电磁场的第六节
格林函数到此介绍完毕
-概论
--video
-四个问题
--四个问题
-教学大纲
--Video
-绪论作业
--绪论作业
-0.1 矢量分析
--矢量的直观定义
--矢量间的点乘
--矢量间的叉乘
--三角形的边与角
--空间转动与矢量
-0.2 场论
--场的定义
--场的微分性质
--梯度的线积分
--散度的体积分
--旋度的面积分
-0.3 δ函数
--一维空间δ函数
--三维空间δ函数
-0.4 曲线坐标
--柱坐标
--球坐标
-0.5 亥姆霍兹定理
--亥姆霍兹定理
-第零章 数学准备--0.6第零章作业
-1.1 电磁相互作用的源和场与真空中的基本实验定律
--电磁相互作用的源
--电磁相互作用的场
-1.2 真空中电磁相互作用的场方程
-1.3介质中电磁相互作用的场方程
--物质的电磁性质
--电磁场的边值关系
-1.4电磁相互作用能量动量的转化与守恒
--动量转化与守恒
--电磁能量传输
--张量力与辐射压力
-第一章 电磁现象的普遍规律--1.5第一章作业
-2.1 静电势及其微分方程
--非极值定理
-2.2 唯一性定理及其应用
--静电唯一性定理
-2.3 拉普拉斯方程-分离变量法
--齐次与非齐次方程
--球坐标,柱坐标
--球坐标例1
--柱坐标例1
--球坐标例2
-2.4 镜像法
--基本思想
--例1、2、3
--例4
--例5
-2.5 保角变换
--二维场论
--二维拉普拉斯方程
--例子
-2.6 格林函数
--一般情况
--边值问题
--例子
-2.7 静电场的能量
--静电场的能量
--相互作用能
--汤姆森定理
-2.8 稳恒电流的电场
--恒定电流的电场
--例1
--例2
-2.9 稳恒电流的磁场
--矢量势及其方程
-2.10 磁场问题的一般解法
--无传导电流无剩磁
--无传导电流有剩磁
--有传导电流
--磁镜像法
-2.11 多极展开
--一般讨论
-第二章 静电场和稳恒电流的电磁场--2.12第二章作业