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泊松方程和拉普拉斯方程
1777年,J.L.拉格朗日研究万有引力作用下的物体运动时指出:在引力体系中,每一质点的质量除以它们到任意观察点P的距离,并且把这些商加在一起,其总和即P点的势函数,势函数对空间坐标的偏导数正比于在 P点的质点所受总引力的相应分力。1782年,P.S.M.拉普拉斯证明:引力场的势函数满足偏微分方程:,叫做势方程,后来通称拉普拉斯方程1813年,S.-D.泊松撰文指出,如果观察点P在充满引力物质的区域内部,则拉普拉斯方程应修改为,叫做泊松方程,式中ρ为引力物质的密度。文中要求重视势函数 V在电学理论中的应用,并指出导体表面为等热面。
静电场的泊松方程和拉普拉斯方程 若空间分区充满各向同性、线性、均匀的媒质,则从静电场强与电势梯度的关系E=-和高斯定理微分式[,即可导出静电场的泊松方程:
,式中为自由电荷密度,纯数 为各分区媒质的相对介电常数,真空介电常数=8.854×10(法/米。在没有自由电荷的区域里,=0,泊松方程就简化为拉普拉斯方程
。在各分区的公共界面上,满足边值关系
式中,指分界面两边的不同分区, 为界面上的自由电荷密度,表示边界面上的内法线方向。
边界条件和解的唯一性 为了在给定区域内确定满足泊松方程以及边值关系的解,还需给定求解区域边界上的物理情况,此情况叫做边界条件。有两类基本的边界条件:给定边界面上各点的电势,叫做狄利克雷边界条件;给定边界面上各点的自由电荷[835-04],叫做诺埃曼边界条件。
边界几何形状较简单区域的静电场可求得解析解,许多情形下它们是无穷级数,稍复杂的须用计算机求数值解,或用图解法作等势面或力线的场图。
除了静电场之外,在电学、磁学、力学、热学等领域还有许多服从拉普拉斯方程的势场。各类物理本质完全不同的势场如果具有相似的边界条件,则因拉普拉斯方程解的唯一性,任何一个势场的解,或该势场模型中实验测绘的等热面或流线图,经过对应物理量的换算之后,可以通用于其他的势场。
静磁场的泊松方程和拉普拉斯方程 在SI制中,静磁场满足的方程为
式中为传导电流密度第一式表明静磁场可引入磁矢势A描述:
在各向同性、线性、均匀的磁媒质中,传导电流密度[134-1]0的区域里,磁矢势满足的方程为
选用库仑规范,·A=0,则得磁矢势A满足泊松方程
式中纯数 为媒质的相对磁导率, 真空磁导率 =1.257×10(亨/米。在传导电流密度=0的区域里,上式简化为拉普拉斯方程
静磁场的泊松方程和拉普拉斯方程是矢量方程,它的三个直角分量满足的方程与静电势满足的方程有相同的形式。对比静电势的解,可得矢势方程的解。
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物理好图 泊松方程和拉普拉斯方程 在引力体系中,每一质点的质量除以它们到任意观察点P的距离,并且把这些商加在一起,其总和即P点的
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拉普拉斯方程分离变量法 实际应用电磁
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傅立叶变换:时域变到实频域,主要是想得到频率信息 拉普拉斯变换:复频域,处理微分方程是一把好手,古典控制就是一个典型的应用,z变
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泊松方程的格林函数法:用叠加的方法计算任意源产生的场
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“偏微分方程进入理论物理学 时是婢女,但逐渐变成了主妇, ”麦克斯韦在这一转变中起了重要的作用
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物理中的向量场 势,流函数,一个动力系统就是一个向量场
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拉普拉斯函数 1-1.ppt
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开普勒问题的运动轨道,其形状与取向,可以用 LRL 矢量决定
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一个不受外力或外界场作用的质点系,其质点之间相互作用的内力服从牛顿第三定律,因而质点系的内力对任一点的主矩为零,从而导出质点系的
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粒子从静止或匀速直线运动的初始条件开始,这一系统内就不会产生力的有旋分量
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与物理时空对应的就是量器或度量标准,而与逻辑时空对应的则是如何确定时间空间量度的规则
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牛顿理论中时间与空间的分离,对物质运动过程的瞬时观察和描述
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欧拉所引入的复数:在实数集中,所有波动的问题时间和空间是不能分离的,这将给数学分析带来困难,而复域中所有波函数时间和空间是分离的
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如果只考虑有旋力,即在牛顿理论的框架内,就会推导出热力学第二定律和出现宇宙热寂说。只要物理系统中一加入旋量场 (或涡量场) ,所
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引力场只是实体物质的背景场,它与实体物质保持瞬时的互动关系。 从牛顿理论的超距作用和爱因斯坦把引力场作为空间来处理都为了保持瞬时
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引力场,或者所有其它的场,相互之间只有线性叠加,而不会发生相互作用,所以说每一个引力场都存在与整个宇宙也不会再对物质的存在形式产
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当我们考虑实际的宏观物质时,只要求这种宏观物质是电中性的,允许物质的形状和质量可以有线性范围内的变化,既允许在小的时间间隔内发生
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有了极性才能产生散度以外的力。也就是说有了极性才使外积与某种物理存在产生确定的对应关系。当然这种外积是指三维物理空间上的外积,任
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背景场时表示实物存在本身的一种外延性质,它当然也是可以随实物一起运动的,但是其形状是不随时间而变化的,所以波方程中时间微分项为零
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光没有加速度,所以惯性质量自然没有物理内容
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电子没有中性物质的那种引力质量,而被电磁力的质量所代替,电磁力有无旋的和有旋的两种力,电子运动既有定向运动又有旋涡运动
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加速度相对于社会,人因此才有感觉,社会动物,相对论
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在爱因斯坦时代把它看成时间和空间的四维几何是完全可以理解的,由于那个时代还没有对于偏微分方程的一般数学理论,如线性微分算子、线性
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对空间(流形)微分写相互作用场 在流体力学中我们已经看到了力学家怎样通过微团模型在流体中造出微观和宏观的两重空间,实际上它的微观
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牛顿关于质量或惯性的假设,麦克斯韦关于位移电流的假设,爱因斯坦的光速不变性和相对性原理的假设都是一样
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气缸中与飞机相作用的燃烧后的粒子的质量。这种燃烧过程中产生的粒子显然可以出现两种不同的运动状态:一种是与牛顿力 (这里是指瞬时作
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柏拉图以及与它他同时代的希腊人有它们自己的对于“匀速和规则运动的看法。既然匀速圆周运动被认为是所有运动中最完美、最对称的运动,所
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开普勒三定律,时间,常数,本证运动
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在一般的初始条件下是得不到稳定解的 (图)
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矢量波函数空间中的物理量在空间是连续的,而它在欧氏空间的特定的点上的值不满足任何的守恒规律,不代表任何真实的物理量。 也许有人会
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其实我们现在也应该知道所谓瞬时的测量实际上也只是某一时间段测量的平均 (或某种自然的加权平均 ),人的眼睛和大脑实际上就在不断地
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http://whengeniusprevailed.com/ must read there wasn’t much for
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如果某个对称性可以从一点到另一点任意的定义,它是一个局域规范对称性
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去垂直与E的人一直线l以及l上的任意一点p,那么此时在l上(在E的另一侧)就存在一点p′(且只存在一点p′)与E有同样的距离。仅
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相位因子 微分对运动界面变化的揭示
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任何一个系统只要存在不可控的干扰,那么这个系统都是趋于发散而最终不稳定的,这一点,无论暂态的平衡性,因为暂态可能是小范围的
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"双侧对称性自同构纤维"
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电势和磁矢量势共同形成一个四维矢量 google 矢量势梯度
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"矢势梯度",电磁化,等离子突破,正反馈,指数化
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绝对速度正是相对论所必须回避的,因为这曾被看作正是相对论必须对牛顿理论进行改革的出发点。所以爱因斯坦把引力场不再看成是物理量,而
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如果函数f(x,y)在点可微,那么函数在该点沿任一方向l 的方向导数都存在
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高维力学系统:位移对时间的导数是速度,速度对时间的导数是加速度,加速度的导数?
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a lot of churning and no price movement,on a very strong market
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微分就是微能量元,流形,能量质量时间空间守恒,有进有出或有源,旋度,梯度,各向同性
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太阳光是纯粹的能量(没有质量的能量,或熵为0的能量状态),怎样利用是要作很好的基础性研究的;能源和能量是两个不同的概念,地球正在
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