电动力学:关于拉普拉斯方程在球坐标系下通解的问题,为什么此时可以确定h为周期2π的函数? 考研,高等数学,理工学科 如图二元函数求极限这样哪里错了,注...

作者&投稿:乐正史 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
. 拉普拉斯方程的适用条件

1. 空间处处,自由电荷只分布在某些介质(如导体)表面上,将这些表面视为区域边界,可以用拉普拉斯方程。

2. 在所求区域介质中有自由电荷分布,若这个自由电荷分布在真空中,产生的势为已知。

1 若所求区域为单一均匀介质,则介质中电势为真空中电势。

2 若所求区域为分区均匀介质,则不同介质交界面上有束缚面电荷。

则区域V中电势可表示为两部分的和  

不满足,但使满足,仍可用拉普拉斯方程求解。

但注意,边值关系还要用而不能用。

二. 拉普拉斯方程在几种坐标系中解的形式

1. 直角坐标  

令 



一般令 

若考虑了某些边界条件(有限边界)均与某些正整数有关,它们均可取1,2,…通解还要求取和后才行。



若  与无关,      特解 

若,与无关。 

2. 柱坐标  

仅讨论  与无关。

令 



解:  

有两个线性无关解  和。

单值性要求,只能取整数,令(正整数)

通解:



若,,。

3.球坐标





——缔合勒让德函数(连带勒让德函数)

● 若不依赖于,即具有轴对称性

通解 

为勒让德函数, 

…

● 若与均无关,即具有球对称性,则通解为:



三.解题步骤

1. 选择坐标系和电势参考点

坐标系选择主要根据区域中分界面形状

参考点主要根据电荷分布是有限还是无限

2. 分析对称性,分区写出拉普拉斯方程在所选坐标系中的通解

3. 根据具体条件确定常数

(1) 外边界条件:  电荷分布有限  

边界条件和边值关系是相对的。

导体边界可视为外边界,给定,或给定总电荷Q,或给定

(接地)

电荷分布无限,一般在均匀场中,

(直角坐标或柱坐标)

(2) 内部边值关系:介质分界面上

表面无自由电荷。

四.应用实例(习题课)

1. 两无限大平行导体板,相距为,两板间电势差为V

(与无关),一板接地,求两板间的电势和

解:(1)边界为平面,故应选直角坐标系

备不知道

自相关函数和互相关函数的主要差异是什么?? [理工学科]~

呵呵,不知道你看的是哪本书,用相关函数来做什么。这个问题很宽泛啊。。互相关函数体现两个信号的接近程度;自相关函数一个信号在不同时刻的相似程度。比如说白噪声的任意时刻都互不相关,所以它的自相关函数是冲击信号。计算公式书上有。计算过程和卷积相似,很好玩O(∩_∩)O~自相关函数的傅立叶变换是功率谱密度或者能谱密度。可以用R(0)来证明帕赛瓦尔方程。大概就是这样了,还有哪里不明白吗? 你的问题确实很宽泛。。。


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