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拉普拉斯方程英文解釋翻譯、拉普拉斯方程的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯:

【計】 Laplace equation
【化】 Laplace equation

分詞翻譯:

拉普拉的英語翻譯:

【計】 Laplace's law

斯的英語翻譯:

this
【化】 geepound

方程的英語翻譯:

equation

專業解析

拉普拉斯方程(Laplace's Equation)是數學物理中描述穩态或平衡狀态的重要偏微分方程。其漢英對照定義及詳細解釋如下:


一、漢英術語對照

abla phi = 0 $$ 其中 ( abla) 是拉普拉斯算子(Laplacian Operator),(phi) 是标量函數。


二、方程含義與物理意義

拉普拉斯方程描述标量場在無源區域内的穩态分布,即場量(如電勢、溫度、流體勢)的空間變化率滿足二階偏導數和為零。其物理意義包括:

  1. 靜電學:真空中靜電場電勢分布(無電荷區域)。
  2. 流體力學:不可壓縮流體的無旋流動速度勢。
  3. 熱傳導:穩态溫度場(無熱源區域)。

三、數學特性

  1. 調和函數:方程的解稱為調和函數(Harmonic Function),滿足均值性質(函數在球心值等于球面平均值)。
  2. 唯一性定理:邊界條件唯一确定解,適用于電磁場邊值問題。
  3. 極值原理:調和函數在區域内部無法取到極值(除非為常數)。

四、典型應用場景

領域 應用實例
電磁學 計算電容器内部電場、靜磁勢分布
引力場 天體引力勢在真空中的傳播模型
地球物理 地殼穩态溫度場模拟
圖像處理 邊緣檢測中的拉普拉斯濾波器

五、權威參考文獻

  1. 《數學物理方法》(顧樵著):第7章詳解拉普拉斯方程的分離變量法及邊界條件處理。
  2. 麻省理工學院公開課《微分方程》:Lecture 25 讨論拉普拉斯算子的物理意義(鍊接)。
  3. Wolfram MathWorld:調和函數性質證明(鍊接)。

六、擴展:與相關方程的聯繫

注:因未檢索到可直接引用的線上詞典資源,本文内容綜合經典數學物理教材及學術機構公開課程,符合原則的核心定義與工程實踐背景。

網絡擴展解釋

拉普拉斯方程是數學物理中的一個重要偏微分方程,其形式為: $$

abla phi = 0 $$ 其中$ abla$表示拉普拉斯算子(三維直角坐标系中為$frac{partial}{partial x} + frac{partial}{partial y} + frac{partial}{partial z}$),$phi$是标量勢函數。以下是其核心要點:

  1. 物理意義
    該方程描述無源、穩态的物理場分布,例如:

    • 靜電場的電勢分布(無電荷區域)
    • 穩态熱傳導中的溫度場
    • 不可壓縮流體的無旋流動速度勢
  2. 數學特性
    解稱為調和函數,滿足:

    • 平均值定理:任意點函數值等于以該點為中心的球面平均值
    • 極值原理:解在區域内部無法取得極大或極小值
    • 光滑性:解在其定義域内無限可微
  3. 邊界條件類型
    實際求解需結合邊界條件:

    • 狄利克雷條件:直接給定邊界上的函數值
    • 諾伊曼條件:給定邊界上的法向導數值
    • 混合邊界條件
  4. 與泊松方程的關系
    當存在場源時,方程擴展為泊松方程$ abla phi = rho$,例如含電荷分布的靜電場。

  5. 解法與應用領域

    • 解析方法:分離變量法、複變函數法(二維情形)
    • 數值方法:有限差分法、有限元法
    • 現代應用:圖像處理(邊緣檢測)、機器學習(圖拉普拉斯矩陣)

該方程在工程學(如半導體器件模拟)、地球物理學(重力場建模)和金融數學(期權定價)中均有廣泛應用,是研究穩态平衡現象的基礎工具。

分類

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

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