帕松方程式

泊松方程是數學中一個常見於靜電學、機械工程和理論物理的偏微分方程。是從法國數學家、幾何學家及物理學家泊松而得名的。

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詳細介紹

泊松方程為△φ=
在這裡△代表的是拉普拉斯算符(也就是哈密頓算符▽的平方),而f和φ可以是在流形上的實數或複數值的方程。當流形屬於歐幾里得空間,而拉普拉斯運算元通常表示為,
因此泊松方程通常寫成
在三維直角坐標系,可以寫成
如果沒有,這個方程就會變成拉普拉斯方程△φ=0
泊松方程可以用格林函式來求解;如何利用格林函式來解泊松方程可以參考screenedPoissonequation。現在有很多種數值解。像是,不斷迴圈的代數法,就是一個例子。
數學上,泊松方程屬於橢圓型方程(不含時線性方程)。
泊松首先在無引力源的情況下得到泊松方程,△Φ=0(即拉普拉斯方程);當考慮引力場時,有△Φ=f(f為引力場的質量分布)。後推廣至電場磁場,以及熱場分布。該方程通常用格林函式法求解,也可以分離變數法,特徵線法求解。

靜電場的泊松方程

泊松方程是描述靜電場電位函式Φ與其源(電荷)之間的關係的微分方程。
△Φ=-ρ/ε
其中,ρ為電荷密度(ρ=▽·D,D為電位移。),ε為相對介電常數。

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