泊松方程英文解释翻译、泊松方程的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 poisson equation
【化】 Poisson's equation
分词翻译:
泊松的英语翻译:
【计】 poisson
方程的英语翻译:
equation
专业解析
泊松方程(Poisson's Equation)是数学物理领域中的一类二阶偏微分方程,其标准形式为:
$$
abla phi = f
$$
其中$
abla$为拉普拉斯算子,$phi$为标量势函数,$f$为已知的源项函数。该方程由法国数学家西莫恩·德尼·泊松(Siméon Denis Poisson)于1813年提出,主要用于描述势场分布与场源之间的关系。
汉英词典释义
- 中文术语:泊松方程
- 英文对应:Poisson's Equation(音标:/pwɑːˈsoʊnz ɪˈkweɪʒən/)
- 核心定义:描述标量势场在存在源项时的空间分布规律的偏微分方程。
物理与工程应用
- 电磁学:计算电荷分布产生的电势,例如静电场中电势满足$
abla V = -rho/epsilon_0$,其中$rho$为电荷密度(来源:麻省理工学院电磁学公开课程)。
- 流体力学:用于不可压缩流体的速度势分析(参考《流体力学基础》,清华大学出版社)。
- 引力场:牛顿引力理论中,引力势与质量密度通过泊松方程关联,形式为$
abla Phi = 4pi Grho$(来源:NASA天体物理数据库)。
数学特性
方程的解依赖于边界条件,常见解法包括分离变量法、格林函数法和有限元法。其齐次形式($f=0$)退化为拉普拉斯方程,对应无源场情形。
网络扩展解释
泊松方程是数学物理中的一个重要偏微分方程,用于描述标量势场在存在源(如电荷、质量等)时的分布规律。以下是详细解释:
- 数学形式
泊松方程的标准形式为:
$$
abla phi = f
$$
其中:
- $
abla$ 是拉普拉斯算子(三维坐标系中为 $frac{partial}{partial x} + frac{partial}{partial y} + frac{partial}{partial z}$)
- $phi$ 表示标量势函数(如电势、引力势)
- $f$ 是与场源相关的函数(如电荷密度、质量密度)
-
与拉普拉斯方程的关系
当方程右端项 $f=0$ 时,泊松方程退化为拉普拉斯方程 $
abla phi = 0$。因此泊松方程可视为拉普拉斯方程在存在场源时的推广形式。
-
物理意义
该方程揭示了势场分布与场源之间的定量关系:
- 电势场中:$
abla phi = -rho/epsilon_0$($rho$为电荷密度)
- 引力场中:$
abla phi = 4pi Grho$($rho$为质量密度)
- 热传导中:$
abla T = -q/k$($q$为热源强度)
- 求解方法
常见解法包括:
- 解析解:格林函数法、镜像法、分离变量法
- 数值解:有限差分法、有限元法、边界元法
解的存在唯一性需结合边界条件(如狄利克雷边界条件或诺依曼边界条件)。
- 应用领域
- 电磁学:计算静电场/磁场分布
- 天体物理:研究引力势能分布
- 流体力学:描述不可压缩流体的压力场
- 图像处理:用于图像修复和去噪
- 地球物理:反演地下密度异常体
该方程由法国数学家泊松(Siméon Denis Poisson)于1813年首次提出,现已成为场论研究的基础工具之一。其解的性质(如极值原理)对理解物理系统的稳定性有重要意义。
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