• ベストアンサー

マックスウェル方程式の問題について

授業でマクスウェル方程式の問題がでました。その問題は、 「マックスウェル方程式から、誘電率、透磁率、導電率それぞれの勾配がゼロ(∇ε=0、∇μ=0、∇κ=0)の一様な媒質中を伝搬する磁界H(ベクトル)の波動方程式を導出しなさい。」という問題ですが、まず磁界に関する波動方程式は、∇^H-μ(εd^2H/dt^2+κdH/dt)=0、であっていますか?あと解き方がまったく分からないので、ヒントなどもらえるとうれしいです。よろしくお願いします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
回答No.1

波動方程式は、∇^2H-μ(ε∂^2H/∂t^2+κ∂H/∂t)=0、であっています。 一般に、スカラー関数fに対し、∇f=0ならf=const.はほぼ自明。 rot H=ε∂E/∂t+κE の両辺にrotをとり、等式 rotrot=grad div-∇^2, divH=0を使う。

pankoubou
質問者

補足

回答ありがとうございます。 rot H=ε∂E/∂t+κE の両辺にrotをとったところまでは分かりましたが、それ以降が分かりません。よろしければ、教えてください。

その他の回答 (1)

回答No.2

rotrot H=rot(ε∂E/∂t)+rot(κE)= ε(∂/∂t)(rotE)+κrot(E) にrotE=-μ∂H/∂tを代入。

関連するQ&A

  • マックスウェル方程式なんですが

     大学の課題の問題です。  線形、等方でかつ非分散性の媒質中でマックスウェル方程式は     (1)∇・E=-μ・(∂H/∂t)     (2)∇・H=J+σE+ε(∂E/∂t)     (3)∇・εE=ρ     (4)∇・μH=0  に示される(ε、μ、σは媒質の誘電率、透磁率、導電率、Jは導電電流を除く自由電流の密度を表す)。  J=ρ=0として上式より電界Eと磁界Hを定める微分方程式を導け  という問題です。恥ずかしながら微分方程式は苦手なので例としてこう解けばいい、というのをお教え願えないでしょうか。宜しくお願いします

  • 電波の境界での減衰について

    2つの異なる媒質(例えば媒質1:比誘電率40,導電率1,比透磁率1,媒質2:比誘電率1,導電率0,比透磁率1)間で電波が媒質1から媒質2へ伝搬する時の電力の減衰と媒質2から媒質1へ伝搬する時の電力の減衰は等しくなるのでしょうか?? 電波の入射角度と屈折角度の関係は等しくなると思うのですが・・・ 宜しく御願い致します.

  • マクスウェル方程式を用いた問題

    等方的な媒質中で、 D=εE、B=μH、J=σE が成り立つときのマクスウェル方程式を示せ。 また、 ∇^2E-με(∂^2E/∂t^2)-μσ(∂E/∂t)=0 が成り立つことをマクスウェル方程式(微分形)より導け。ただし電荷を0とする。 この問題ができません。 どう示せばいいのでしょうか。

  • 透磁率 誘電率 マクスウェル方程式

    屈折率が透磁率と誘電率で表せることを調べてわかりました。 Q。では、このn=sqrt(με/μoεo)という式はどのように導かれたのですか?マクスウェル方程式を解いているのでしょうか? Q。誘電率と透磁率は計算で出せるのですか? また、誘電率と透磁率の一覧表みたいなのはWebページにありますか? 以上2つです。1つでも構いませんのでどなたか教えてください。

  • 金属への電磁波の入射

    まず問題の本文を書きます 「金属に電磁波が入射した場合、表面近傍に伝導電流が流れる。このことから一般化したアンペールの法則より金属の誘電率を媒質パラメータで表現せよ。」 これは一般媒質中を伝搬する平面波におけるマクスウェルの方程式のうちのひとつである  ∇×H=σE+ε*∂E/∂t を誘電率について解くということなのでしょうか?

  • マクスウェル方程式から波動方程式の導出

    電磁気を知人からもらった本で勉強しているのですが,その本に、 「マクスウェルの方程式から、電磁波に関する波動方程式を導け。また、磁場ベクトルを発生させるのはどの方程式のどの項かを、理由と共に述べよ。」 という問題がありました。いろいろ調べて、なんとか波動方程式の導出はできたのですが、磁場ベクトルを発生させる項がわかりません。 わかる人がいれば、できるだけ詳しく教えてください。よろしくお願いします。

  • 真空中におけるマクスウェルの方程式について

    大学のテストで出された問題なのですが、マクスウェルの方程式についてぜんぜんわかんないので、もしよかったら分かる方に解答お願いします。 真空中におけるマクスウェルの方程式において、 1,divE=0   2,divH=0 3,rotE=-U0(真空の透磁率) 4,rotH=E0(真空の誘電率) のそれぞれの式と関係のあるものを下から2,3個選べ。 1,マクスウェル・アンペールの法則 2,パスカルの原理 3,ガウスの法則 4,単磁荷が存在しない 5,ニュートンの法則 6,キルヒホッフの法則 7,ローレンツの法則 8,ガウスの定理 9,クーロンの法則 10,ファラデーの法則 11,エネルギー保存則 12,アインシュタインの定理 13,ストークスの定理 14,単磁荷が存在する。

  • マクスウェルの方程式

    ある物質中(導電率σ、誘電率ε、透磁率μ)の周波数fの交流電界を考える。ここでは、電導電流密度をJc、変位電流密度をJdとする。 (1)|Jd|<<|Jc|となるfの条件をもとめよ  という問題で  これを電導電流はσEで、変位電流はdD/dt=dε2πfEより   この条件になるのはσ>>fとしましたがどうでしょうか??     またこの先の問題で (1)の条件のとき、divD=0となることを示せという問題で    |Jd|<<|Jc|よりrotH=σE      rotH=σD/ε     両辺divをとって      divrotH=0となるので      0=divDとしましたがこれは正しいのでしょうか?  自分なりに考えましたがよくわからなかったのでどなたかアドバイスをいただけると助かります。 お願いします。

  • マクスウェルの方程式に関する問題

    マクスウェルの方程式から、「電磁波の電場と磁束密度Bの強度比および電場Eと磁場Hの強度比」、「伝搬方向に直角な単位面積を通過する電磁波の電力」を求める問題で、E(x,y,z)=(Eox sin(ωt-kz), Eoy sin(ωt-kz), 0)と与えられた場合どのように求めればよいでしょうか。どなたか教えてください。

  • マクスウェルの方程式について

    マクスウェル方程式の微分形を使って ε0 E・dE/dt + 1/μ0 B ・dB/dt - 1/μ0 (E・rotB - B・rotE) = -E・j (E、B、jはベクトル) を導けという問題が分かりません。どなたかご教授ください。よろしくお願いします。 μ0、ε0は右下に0がある形です。