• 締切済み

ベッセル関数が難しく

電磁気の勉強でベッセル関数が出てきました。はじめて見た関数だったため、この関数についていろいろと調べたのですが、どのような時に用いる関数なのか、この関数を用いるとどう便利なのか、そういったことが理解・イメージができません。 どうか、このベッセル関数に関しての、わかりやすい説明、あるいは参考URL等、ご教授いただけないでしょうか?

  • T260G
  • お礼率79% (57/72)

みんなの回答

  • spring135
  • ベストアンサー率44% (1487/3332)
回答No.1

電磁気等の物理・工学への応用としてはベッセル関数は円筒座標系(r,θ,z)を用いてマクスウェルの方程式を展開する場合に出てきます。なじみの深いデカルト座標系(x,y,z)との関係はz軸は変わらずxy平面を2次元の極座標で表したもので  x=rcosθ y=rsinθ によって相互に変換できます。 ベッセル関数を使って有利な場合の一つは軸対称を仮定できる系です。 この場合θ依存性は消えるので系をrzのみで記述することができます。 この場合、rが変数となるベッセル関数が主役となります。 デカルト座標系においてある現象がxの関数として  p=sin(kx) で書けるような場合、 円筒座標系では  p=Jn(Kr) のように書けます。Jnはn次のベッセル関数です。0次ですむ場合もあります。  電磁気でいえばケーブルのような円筒導体中の電流の分布などが代表的です。これらは必ず教科書に出ていると思います。

T260G
質問者

お礼

返信遅れまして申し訳ありません。 つまり、ベッセル関数とは、軸対称を用いる場合に使われる変数rを用いた関数で、“p=sin(kx)→p=Jn(Kr)”と変換したものということですね。 なんとかこの関数に対してのイメージが固まった気がします。 ご回答、ありがとうございました。

関連するQ&A

  • ベッセル関数って、

    大学生です。 最近、勉強していると、振動の分野で「ベッセル関数」なるものが現れました。 振動の分野は全く専門外で、突然ベッセル関数を使われて、こまってます。 また、やさしく説明してくれる本も、探してますが、あまり時間がありません。  この「ベッセル関数」は、    いったいどんな関数で、    この関数をなぜ使うのか?    この関数を使うと、何が出てくるのか、    この関数は何を意味しているのか、  教えてください。 (ちなみに、円筒形の固有振動数を求める式でベッセル関数が出てきました。)

  • ベッセル関数について

    ベッセル関数には種類がたくさんありますが、リカッチ・ベッセル関数とは何にあたりますか。 例えば、 リカッチ・ベッセル関数 An(x),Bn(x) とはどのように求めるのでしょうか。 頭が足らず、ネットや本で見ても理解出来ませんでした。 よろしくお願い致します。

  • 複素数を引数とする(?)ベッセル関数

    皆様,お忙しい所回答お願いいたします。 一度他の方が似たような質問があったのですが,それだけでは解決できなかったので再度質問させていただきます。 質問はタイトルの通り,複素数を引数zとするベッセル関数Jn(z)がどうなるのか分かりません。 さまざまな参考書では実数もしくは純虚数をを引数とするベッセル関数の理論やプログラムのサブルーチンはあるのですが,複素数に関しては見つかりません。 大きな数学辞典を見ても,載っている数表は引数が実数のものばかりです。 どうしてこのような関数を必要としているのかというと,電磁界の円柱散乱問題の所で円柱媒質が導電率σを持つ損失性媒質の場合,波数kが複素数となり円柱内部電磁界の解析解に含まれるベッセル関数の引数が複素数となってしまうからです。(Jn(kr)という風に) 複素数を引数zとするベッセル関数Jn(z)の理論について,ご教授の方何卒お願いいたします。 また,参考文献等ありましたらそちらもご教授お願いいたします。

  • ベッセル関数について

    ベッセル関数についてどのような関数なのか高校生でもわかるような範囲でお願いします。 検索かけてWikipediaみてもわかりません。他で検索してもさっぱりイメージがわきません。 よろしくお願いします。

  • ベッセル関数

    円筒座標系での電磁場のマクスウェル方程式を磁場に関して解いて得られる解が複素数を引数とする0次のベッセル関数 AJ0(kr)、kが複素数、Aは実係数、rは実変数 で得られるのですが 引数を実数に変換する方法がわかりません。 純虚数の引数であれば実数の引数の変形ベッセル関数に変換でき、 実数の引数であれば手持ちの本にベッセル関数の値が載っているのですが 複素数の引数の場合の処理方法がわからなくて困っています。 よろしくお願いします。

  • ベッセル関数の零点

    円形膜の振動を考えた時にその解はベッセル関数を用いて表されると思うのですが、第1種ベッセル関数の零点を求める際に必要なm,nの値はどのように決定すればいいのでしょうか。 よろしくお願いします。

  • ベッセル関数のゼロ点を求めるプログラム

    ベッセル関数のゼロ点(x軸との交点)を小さい順に10個求めるプログラムを作りたいのですが、プログラム作成に不慣れなもので困っています。 参考程度でもいいのでどなたかお教え願えませんでしょうか? よろしくお願いします。 ちなみにベッセル関数は第1種でして、プログラムはMatlabを使おうと思います。

  • 解析学(ベッセル関数について)おねがいします!

    大学の解析学の授業でベッセル関数について課題が出され困っているところです。その内容ですがまずどんな関数か定義を書くのですがこれは本で調べたのでなんとなくわかったのですが次の直交関数系の証明、完全系かどうかの証明がまったくわかりません。解き方あるいは参考となるようなアドバイスを頂ければありがたいのですが・・・どなたかお願い致します!

  • 平面波exp(-jx)をベッセル関数を用いてあらわすと・・・

    円筒波動関数について勉強しています。 今、平面波exp(-jx)を円筒座標系で表そうとしているのですが、その変換式が Σa*Jn(ρ)*exp(jnΦ) (Σはn=-∞~n=∞まで)と表されています。 aは定数、Jn(ρ)はn次の第一種ベッセル関数、ρは円筒座標系の原点から外に伸びていく変数、Φは円筒座標系のxy面上の角度 この式について、わからないことがあります。 なぜこの式がx方向に進む平面波を表すのでしょうか?定性的なことが理解できません。 しかも第一種ベッセル関数は進行波でないのに進行波をあらわしている。 このこともさらに混乱を深めています。 どのように理解すればよいのでしょうか? あまりベッセル関数に関する知識がないのでできれば優しくおねがしします。 勉強している本はR.F.Harringtonのtime-harmonic electromagnetic fields です。

  • 変形ベッセル関数を用いた証明?

    お世話になります。 ベッセル関数についてよく分からず、添付の問題を解く手がかりすらつかめていません。 ロンメルの積分公式のような、ガウス関数のようなさっぱりですのでご教授いただければと思います。