7 svar
192 visningar
Korvgubben behöver inte mer hjälp
Korvgubben 175 – Fd. Medlem
Postad: 16 sep 2017 18:57

Vektoranalys

Funderar över följande uppgift.

 

I teorin för elektromagnetiska fält betecknas vektorpotentialen för det magnetiska fältet med A(r,t). För sinusoidalt tidsberoende finns situationer där vektorpotentialen uppfyller ekvationen

∇×(∇×A(r,t))-k2A(r,t)=0

där k är en realkonstant. Visa att A(r,t) då även uppfyller Helmholtz' ekvation

∇2A(r,t)+k2A(r,t)=0

samt ekvationen

∇·A(r,t)=0

 

Jag skrev om den första ekvationen till

∇(∇·A)-∇·∇A-k2A=0

Men om vi sätter in den tredje ekvationen i ekvationen ovan får vi ju att

0-∇2A-k2A=0 ⇔ ∇2A+k2A=0

Vi får då alltså den andra ekvationen. 

Räcker detta för att visa det som krävdes i uppgiften?

Stokastisk 3597 – Fd. Medlem
Postad: 16 sep 2017 19:06 Redigerad: 16 sep 2017 19:11

Nej då har du ju antagit att det gäller att ∇·A(r,t)=0 \nabla \cdot A(r, t) = 0 , du ska ju dock bevisa detta.

Korvgubben 175 – Fd. Medlem
Postad: 16 sep 2017 19:13 Redigerad: 16 sep 2017 19:14

Javisst. Hur skall jag i så fall göra? I boken står det att jag skall ta divergensen av den första ekvationen. Men varför?

Stokastisk 3597 – Fd. Medlem
Postad: 16 sep 2017 19:17

Ja, det låter ju vettigt, tänk på att det i allmänhet gäller att ∇·∇×F=0, så om du tar divergensen på hela ekvationen vad får du då kvar?

Korvgubben 175 – Fd. Medlem
Postad: 16 sep 2017 19:28

Då får jag 

0-∇·k2A=0 ⇔ k2∇·A+A·(∇k2)=0

Stämmer detta? Hur fortsätter jag i så fall?

Stokastisk 3597 – Fd. Medlem
Postad: 16 sep 2017 19:31

Tänk på att k är en konstant, så du behöver inte använda någon produktregel direkt. Utan du har ju direkt att

∇·(k2A) = k2∇·A

Så man får ju att detta innebär att

∇·(k2A) = 0 ⇔∇·A = 0

Korvgubben 175 – Fd. Medlem
Postad: 16 sep 2017 19:32

Aha. Eftersom k är en realkonstant och inte är en funktion? Tack igen! :D

Stokastisk 3597 – Fd. Medlem
Postad: 16 sep 2017 19:35

Japp, exakt av den anledningen.

Svara
Close