10 (982531), страница 2
Текст из файла (страница 2)
лекции 3 и 6).Данная система уравнений в дифференциальной форме содержит 15 координат векторовE , D , B , H , j и функцию - объёмной плотности электрического заряда – итого 16 неиз-вестных. Количество уравнений Максвелла в координатной форме равно 8, материальных уравнений – 10, итого 18 уравнений.
(При этом некоторые уравнения могут быть следствием других вданной системе.).Кроме того, необходимо добавить начальное распределение зарядов (токов) и значения неизвестных параметров на границе рассматриваемой области. В общем случае, нахождение характеристик электромагнитного поля является достаточно трудоёмкой задачей.Оператор «набла».Введём символический оператор «набла», обозначаемый , который сопоставляет функцииеё градиент:или в декартовых координатах:fgrad f f f f f , , . x y z Если ввести векторы-орты декартовой системы координат eX ,eY ,eZ , то это соответствиеможно записать в виде равенства: f eXfff. eY eZxyzПоэтому для оператора «набла» используют обозначение в виде вектора: eX eY eZxyzс условием, что он действует на функцию только слева.Если в некоторой области задано непрерывно-дифференцируемое векторное поле a , то спомощью оператора «набла» дивергенция векторного поля a записывается как скалярное произведение ,a div a ,а ротор векторного поляa– как векторное произведение: a rot a .
Эти обозначения удобны тем, что соотношения векторного анализа7Семестр 3. Лекция 10.div rot a 0иrot grad f 0становятся более наглядными.Действительно, div rot a , axxaXyyaYz 0,zaZт.к. в этом определителе две одинаковые строки.Проверим второе равенство: f 0 ,rot grad f fт.к. векторное произведение вектора на себя равно нулю.Заметим, что квадрат оператора набла равен оператору Лапласа: 2 , .Можно показать, что для непрерывно-дифференцируемого векторного поля v (с учётом правил применения оператора «набла») выполняется равенство: rot rot v v ,v , v grad div v v .Уравнения Максвелла, записанные с помощью оператора «набла» примут вид (в дифференциальной форме):8 ,D , E Bt , ,B 0 , H j Dt ..