Файл: Левитов Л.С. Шитов А.В. Функция Грина Задачи с решениями (2002).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.06.2024
Просмотров: 852
Скачиваний: 1
9.5. теыеойс |
251 |
тЕЫЕОЙЕ 53. уЖПТНХМЙТХЕН ЪБДБЮХ П ЮБУФЙГЕ, ЛПФПТБС РТЙ t < 0 ОБИПДЙМБУШ Œ ОБЮБМЕ ЛППТДЙОБФ, Б РТЙ t > 0 УФБМБ ДŒЙЗБФШУС УŒПВПДОП, УМЕДХАЭЙН ПВТБЪПН. тБУУНПФТЙН РПФЕОГЙБМШОХА СНХ V (r) У ГЕОФТПН Œ ОБЮБМЕ ЛППТДЙОБФ, УХЭЕУФŒХАЭХА РТЙ −∞ < t < 0, Б ЪБФЕН НЗОПŒЕООП ЙУЮЕЪБАЭХА. пУОПŒОПЕ УПУФПСОЙЕ ЖЕТНЙ-УЙУФЕНЩ ИБТБЛФЕТЙЪХЕФУС ЙЪВЩФПЮОПК РМПФОПУФША, РТЙФСОХФПК СНПК (ĂВХЗПТЛПНĄ). рПУМЕ ŒЩЛМАЮЕОЙС РПФЕОГЙБМБ ЬФБ РМПФОПУФШ ОБЮЙОБЕФ ТБУУБУЩŒБФШУС, ДЙЖЖХОДЙТХС Œ РПМЕ РТЙНЕУЕК.
нПЦЕФ РПЛБЪБФШУС, ЮФП ВПМЕЕ ЕУФЕУФŒЕООП | ТБУУНПФТЕФШ ЬŒПМАГЙА ŒП ŒТЕНЕОЙ УПУФПСОЙС +(r = 0; t = 0)|0 , РПМХЮБАЭЕЗПУС ДПВБŒМЕОЙЕН Л ОЕŒПЪНХЭЕООПНХ ЖЕТНЙ-НПТА ПДОПК ЮБУФЙГЩ Œ ОБЮБМЕ ЛППТДЙОБФ Œ НПНЕОФ t = 0. рТЙ ЬФПН, ПДОБЛП, ЬОЕТЗЙС ДПВБŒМЕООПК ЮБУФЙГЩ ЙНЕЕФ ПЮЕОШ ЫЙТПЛЙК УРЕЛФТ Й, ŒППВЭЕ ЗПŒПТС, ОЕ ВМЙЪЛБ Л ХТПŒОА жЕТНЙ. œ ТЕЪХМШФБФЕ, РПУЛПМШЛХ ŒЩВТБООЩК ЙУФПЮОЙЛ ЙНЕЕФ ВПМШЫХА ОЕНПОПИТПНБФЙЮОПУФШ, РТЙ ФБЛПК РПУФБОПŒЛЕ ЪБДБЮЙ ЙОФЕТЕУХАЭЙК ОБУ
ЬЖЖЕЛФ, ИПФС Й УХЭЕУФŒХЕФ, ПЛБЪЩŒБЕФУС ŒЕУШНБ НБМЩН РП ŒЕМЙЮЙОЕ.
пФЛМЙЛ ЖЕТНЙ-УЙУФЕНЩ ОБ РПФЕОГЙБМ, ЪБŒЙУСЭЙК ПФ ЛППТДЙОБФ Й ŒТЕНЕОЙ, ЛБЛ НЩ ŒЩСУОЙМЙ Œ ЪБДБЮЕ 52, ДБЕФУС УŒЕТФЛПК ЛПТТЕМСФПТБ РМПФОПУФШ{РМПФОПУФШ У РПФЕОГЙБМПН. œ ДБООПН УМХЮБЕ ХДПВОП ŒПУРПМШЪПŒБФШУС ЛППТДЙОБФОП{ЮБУФПФОЩН РТЕДУФБŒМЕОЙЕН, Œ ЛПФПТПН ŒПЪНХЭБАЭЙК ЖЕТНЙ-УЙУФЕНХ РПФЕОГЙБМ ЙНЕЕФ ŒЙД −iV (r)=(! − i0). оБН РПФТЕВХАФУС ŒЩТБЦЕОЙС ДМС ЪБРБЪДЩŒБАЭЕК Й ПРЕТЕЦБАЭЕК ЖХОЛГЙК зТЙОБ:
GR("; r) = − |
m |
|
|
2ır exp (ip0r + ir"=v − r=2l) |
; |
|
|
GA("; r) = − |
m |
|
|
2ır exp (−ip0r − ir"=v − r=2l) ; |
(9.85) |
ЛПФПТЩЕ ОЕФТХДОП РПМХЮЙФШ ЙЪ ŒЩТБЦЕОЙС (9.18) ДМС ХУТЕДОЕООПК РТЙЮЙООПК ЖХОЛГЙЙ, ЕУМЙ ŒУРПНОЙФШ, ЮФП G(r; " > 0) = GR(r; ") É G(r; " < 0) = GA(r; ").
рТЙ ŒЩЮЙУМЕОЙЙ ПФЛМЙЛБ, ЛБЛ Й Œ ЪБДБЮЕ 52, УМЕДХЕФ ТБЪМЙЮБФШ УФБФЙЮЕУЛЙЕ Й ЛЙОЕФЙЮЕУЛЙЕ ŒЛМБДЩ, УППФŒЕФУФŒХАЭЙЕ УТЕДОЙН ДŒХИ ПДЙОБЛПŒЩИ ЖХОЛГЙК GRGR É GAGA ЙМЙ ДŒХИ ТБЪМЙЮОЩИ ЖХОЛГЙК GRGA É GAGR . оЕФТХДОП ŒЙДЕФШ, ЮФП УФБФЙЮЕУЛЙК ŒЛМБД ПРЙУЩŒБЕФ ЮБУФШ РМПФОПУФЙ, УХЭЕУФŒПŒБŒЫХА Œ ФП ŒТЕНС, ЛПЗДБ РПФЕОГЙБМ СНЩ ВЩМ ŒЛМАЮЕО, ОП ОЕ ПРЙУЩŒБЕФ ТБУУБУЩŒБОЙЕ РМПФОПУФЙ ОБ ŒТЕНЕОБИ
t"−F 1. дЙОБНЙЮЕУЛЙК ЦЕ ŒЛМБД, ОБПВПТПФ, ПРЙУЩŒБЕФ ФПМШЛП ДЙОБНЙЛХ ОБ ŒТЕНЕОБИ
t"−F 1 РПУМЕ ŒЩЛМАЮЕОЙС СНЩ.
рПЬФПНХ РТЙ ХУТЕДОЕОЙЙ ЛПТТЕМСФПТБ РМПФОПУФШ{РМПФОПУФШ РП ВЕУРПТСДЛХ ОБН ВХДЕФ ДПУФБФПЮОП ХЮЕУФШ ФПМШЛП ДЙОБНЙЮЕУЛЙК ŒЛМБД. œ ЗМБŒОПН РПТСДЛЕ РП (p0l)−1 | ЬФП МЕУФОЙЮОЩЕ ЗТБЖЙЛЙ, ТБУУНПФТЕООЩЕ Œ ЪБДБЮЕ 52 (УН. ТЙУ. 9.7). œ УМЕДХАЭЕН ЦЕ РПТСДЛЕ РП (p0l)−1 ŒПЪОЙЛБЕФ ЕЭЕ ПДОБ РПУМЕДПŒБФЕМШОПУФШ ДЙБЗТБНН | ŒЕЕТОЩЕ ЗТБЖЙЛЙ, РПЛБЪБООЩЕ ОБ ТЙУ. 9.8. тБУУНПФТЙН ЙИ ВПМЕЕ РПДТПВОП.
Б) рХУФШ ОБЮБМШОБС Й ЛПОЕЮОБС ФПЮЛЙ УПŒРБДБАФ. фПЗДБ НЩ НПЦЕН ОБТЙУПŒБФШ МЕУФОЙЮОЩК Й ŒЕЕТОЩК ЗТБЖЙЛЙ, РТПИПДСЭЙЕ ЮЕТЕЪ ПДОЙ Й ФЕ ЦЕ РТЙНЕУЙ (У ОПНЕТБНЙ ПФ 1 ДП N 2), ЛБЛ РПЛБЪБОП ОБ ТЙУ. 9.16. ъДЕУШ ВХЛŒЩ R Й A ПВПЪОБЮБАФ ЪБРБЪДЩŒБАЭХА Й ПРЕТЕЦБАЭХА ЖХОЛГЙЙ зТЙОБ УППФŒЕФУФŒЕООП. уТБŒОЙŒБС, НЩ ŒЙДЙН, ЮФП Œ ПВПЙИ ЗТБЖЙЛБИ ВЕТЕФУС РТПЙЪŒЕДЕОЙЕ ПДОЙИ Й ФЕИ ЦЕ ŒЕМЙЮЙО. еДЙОУФŒЕООПЕ ПФМЙЮЙЕ УПУФПЙФ Œ РПТСДЛЕ БТЗХНЕОФПŒ Œ GA(ri; rj ). оП РПУЛПМШЛХ GA ЪБŒЙУЙФ ФПМШЛП
9.5. теыеойс |
|
253 |
WF (r) = |
GR(r1) GA(rN ) GR(rN − r) GA(r1 − r) d3r1 d3rN ; |
(9.87) |
РТЙЮЕН ŒУЕ ЪБРБЪДЩŒБАЭЙЕ ЖХОЛГЙЙ зТЙОБ ВЕТХФУС РТЙ ЬОЕТЗЙЙ " + !=2, Б ПРЕТЕЦБАЭЙЕ | РТЙ " − !=2.
оБУ ЙОФЕТЕУХАФ ŒПЪŒТБФЩ ОБ ВПМШЫЙИ ŒТЕНЕОБИ t fi , Ф. Е. РТЙ !fi 1. дЙОБНЙЛБ ОБ ФБЛЙИ ŒТЕНЕОБИ ЙНЕЕФ ДЙЖЖХЪЙПООЩК ИБТБЛФЕТ. ьФП РПЪŒПМСЕФ РТЕОЕВТЕЮШ ЪБŒЙУЙНПУФША ЖХОЛГЙК зТЙОБ Œ (9.86) Й (9.87) ПФ !. дЕМП Œ ФПН, ЮФП, ЛБЛ ВХДЕФ ŒЙДОП
ЙЪ ДБМШОЕКЫЙИ ŒЩЮЙУМЕОЙК, ŒУЕ ЮЕФЩТЕ ТБУУФПСОЙС |
|
|r1|; |rN |; |r − r1|; |r − rN | |
(9.88) |
ПЛБЪЩŒБАФУС РПТСДЛБ ДМЙОЩ РТПВЕЗБ l, ЛПФПТБС РТЙ !fi 1 НОПЗП НЕОШЫЕ ДЙЖЖХ-
'
ЪЙПООПК ДМЙОЩ D=!.
рПЬФПНХ РПМБЗБЕН Œ (9.86) |
Й (9.87) ЮБУФПФХ ! = 0 Й, РПМШЪХСУШ ŒЩТБЦЕОЙСНЙ |
||||||||||||||
(9.85), ОБИПДЙН ŒЛМБД ЛПОГПŒ МЕУФОЙЮОПЗП ЗТБЖЙЛБ: |
|
|
|
|
|
||||||||||
WL(r) = |
|
2ı |
|
|
|
−r| |
| |
2| |
d3r |
= (4ı)2 |
|
2ı |
l2 |
: |
(9.89) |
|
m |
4 |
| |
|
|
2 |
m |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
e |
r =l |
|
|
4 |
|
|
œЕЕТОЩЕ ЗТБЖЙЛЙ РТЕДУФБŒМСАФ ЙОФЕТЕУ Œ ПВМБУФЙ, ЛПЗДБ ТБУУФПСОЙЕ НЕЦДХ ОБЮБМШОПК Й ЛПОЕЮОПК ФПЮЛПК РПТСДЛБ p−0 1, Ô. Å. ÐÒÉ |r| l. фПЗДБ, РПУЛПМШЛХ ИБТБЛФЕТОЩЕ |r1|, |rN | ПРТЕДЕМСАФУС НЕДМЕООП ХВЩŒБАЭЙНЙ НОПЦЙФЕМСНЙ exp(−|rN |=l), exp(−|r − r1|=l), Й Ф. Р., ЙНЕЕФ НЕУФП УППФОПЫЕОЙЕ |r1|; |rN | |r|. рПЬФПНХ НПЦОП ТБЪМПЦЙФШ ТБУУФПСОЙС НЕЦДХ ТБУУНБФТЙŒБЕНЩНЙ ФПЮЛБНЙ РП НБМПНХ r:
|r1 − r| = |r1| − rn1 ; |rN − r| = |rN | − rnN ; |
(9.90) |
ÇÄÅ n1 = r1=|r1|, nN = rN =|rN | | ЕДЙОЙЮОЩЕ ŒЕЛФПТЩ. фБЛЙН ПВТБЪПН, РПМХЮБЕН
F |
|
2ı |
|
|
|
|
|
|
|
−r1 2 |
rN 2 |
1 |
N |
|
|||||
W |
(r) = |
m |
4 |
|
exp (ip0r(n1 |
|
nN ) − |r1|=l − |rN |=l) d3r |
d3r |
: |
(9.91) |
|||||||||
|
|
| |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
| |
|
| |
|
|
|
|
|
йУРПМШЪХС ЖПТНХМХ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sin a |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
eian = 4ı |
don ; |
|
|
(9.92) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
||||||||
ЙОФЕЗТЙТХЕН Œ (9.91) РП ОБРТБŒМЕОЙСН: |
|
|
|
e−|r1|=l−|rN |=l d|r1| d|rN | : |
|
||||||||||||||
|
WF (r) = (4ı)2 |
|
2ı |
|
|
p0r0 |
|
(9.93) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
m |
4 |
|
sin p |
r |
|
2 |
∞ ∞ |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
|
|
|
|
œЩЮЙУМСС ПУФБŒЫЙЕУС ЙОФЕЗТБМЩ РП |r1| É |rN | Й УТБŒОЙŒБС ТЕЪХМШФБФ У (9.89), ОБИПДЙН ПФОПУЙФЕМШОХА ŒЕМЙЮЙОХ ŒЕЕТОПЗП Й МЕУФОЙЮОПЗП ŒЛМБДПŒ:
WL(r) |
= |
X |
|
; ÇÄÅ X = p0|r| : |
(9.94) |
WF (r) |
|
sin X |
|
2 |
|
|
|
|
|
254 |
змбœб 9. ьмелфтпощ œ умхюбкопн рпфеогйбме |
иБТБЛФЕТОЩК НБУЫФБВ, ОБ ЛПФПТПН ЙОФЕТЖЕТЕОГЙПООБС РПРТБŒЛБ ПЛБЪЩŒБЕФУС ŒБЦОБ, ТБŒЕО h=p— 0, Œ РПМОПН УППФŒЕФУФŒЙЙ У ЙЪМПЦЕООЩНЙ Œ ХУМПŒЙЙ ЛБЮЕУФŒЕООЩНЙ ТБУУХЦДЕОЙСНЙ. пФНЕФЙН УИПДУФŒП НЕЦДХ РПМХЮЕООЩН ПФŒЕФПН Й ЖПТНХМПК ДМС ТБУРТЕДЕМЕОЙС ЙОФЕОУЙŒОПУФЙ УŒЕФБ РТЙ ЖТБХОЗПЖЕТПŒУЛПК ДЙЖТБЛГЙЙ ОБ ЭЕМЙ. ьФП УИПДУФŒП МЙЫОЙК ТБЪ РПДЮЕТЛЙŒБЕФ ЙОФЕТЖЕТЕОГЙПООХА РТЙТПДХ ТБУУНБФТЙŒБЕНПЗП СŒМЕОЙС.
тЕЫЕОЙЕ 54. лБЛ НЩ ŒЙДЕМЙ Œ ТЕЫЕОЙЙ РТЕДЩДХЭЕК ЪБДБЮЙ, УХННЩ ŒЕЕТОЩИ Й МЕУФОЙЮОЩИ ДЙБЗТБНН ПФМЙЮБАФУС ОЕУХЭЕУФŒЕООП, Б ЙНЕООП, ФПМШЛП РЕТŒЩНЙ ДŒХНС ЮМЕОБНЙ. рПЬФПНХ Œ ДБМШОЕКЫЕН ŒУЕЗДБ РПДТБЪХНЕŒБЕФУС, ЮФП ŒЕЕТОЩЕ ЗТБЖЙЛЙ РТЕПВТБЪПŒБОЩ (ТБЪŒЕТОХФЩ) ФБЛ, ЮФП РПМХЮБЕФУС МЕУФОЙЮОЩК ТСД. тБУУНПФТЙН УХННХ УППФŒЕФУФŒХАЭЙИ МЕУФОЙЮОЩИ ДЙБЗТБНН C(!; q), ФБЛ ОБЪЩŒБЕНЩК ЛХРЕТПО 14:
A A A
R R R
òÉÓ. 9.18
ьФБ МЕУФОЙГБ ОБРПНЙОБЕФ ДЙЖЖХЪЙПООХА МЕУФОЙГХ ЙЪ ЪБДБЮЙ 52, Й, ЛБЛ НЩ ХŒЙДЙН, ДБЕФУС РПИПЦЙН ŒЩТБЦЕОЙЕН (9.100). ьФП ОЕ УМХЮБКОП: ЛБЛ ЖХОЛГЙЙ ЛППТДЙОБФ, ЛХРЕТПŒУЛБС Й ДЙЖЖХЪЙПООБС МЕУФОЙГЩ УПŒРБДБАФ, ЕУМЙ УЙУФЕНБ ПВМБДБЕФ ЙОŒБТЙБОФОПУФША РП ПФОПЫЕОЙА Л ПВТБЭЕОЙА ŒТЕНЕОЙ. œ УБНПН ДЕМЕ, ЕУМЙ НЩ ПВТБФЙН ПДОХ ЙЪ ЬМЕЛФТПООЩИ МЙОЙК ОБ ТЙУ. 9.18, ФП НЩ РПМХЮЙН ДЙЖЖХЪЙПООХА МЕУФОЙГХ 15 (ТЙУ. 9.7). пВТБФЙН ŒОЙНБОЙЕ ОБ ФП, ЮФП Œ ЛХРЕТПОЕ ЪБЛПО УПИТБОЕОЙС ЙНРХМШУБ РТЙŒПДЙФ Л РПУФПСОУФŒХ УХННЩ ЙНРХМШУПŒ Œ ЛБЦДПН ВМПЛЕ ДЙБЗТБННЩ, Й ЛХРЕТПО ПЛБЪЩŒБЕФУС ЖХОЛГЙЕК УХННЩ ЙНРХМШУПŒ q Й ŒОЕЫОЕК ЮБУФПФЩ !. йЪ ДБМШОЕКЫЕЗП ВХДЕФ ŒЙДОП, ЮФП ЗМБŒОЩК ŒЛМБД Œ C(!; q) РТПЙУИПДЙФ ПФ НБМЩИ ЙНРХМШУПŒ |q|l 1.
лХРЕТПООХА МЕУФОЙГХ ОЕФТХДОП УŒСЪБФШ У РПРТБŒЛПК Л РТПŒПДЙНПУФЙ. дМС ЬФПЗП ŒПУРПМШЪХЕНУС ЖПТНХМПК (9.66) ЙЪ ТЕЫЕОЙС ЪБДБЮЙ 51, УŒСЪЩŒБАЭЕК РТПŒПДЙНПУФШ У ЛПТТЕМСФПТПН ˝(i!n). лБЛ НЩ ŒЩСУОЙМЙ Œ ЪБДБЮЕ 51, РТПŒПДЙНПУФШ ПРТЕДЕМСЕФУС ЛЙОЕФЙЮЕУЛЙН ŒЛМБДПН Œ ˝(i!n), РТПДПМЦЕООЩН У ДЙУЛТЕФОЩИ НОЙНЩИ ЮБУФПФ !n 0 (УН. ФБЛЦЕ ЪБДБЮХ 52). рПЬФПНХ ЪБРЙЫЕН ЛЙОЕФЙЮЕУЛЙК ŒЛМБД ЛБЛ УТЕДОЕЕ ПФ РТПЙЪŒЕДЕОЙС ЪБРБЪДЩŒБАЭЕК Й ПРЕТЕЦБАЭЕК ЖХОЛГЙК зТЙОБ Й ХУТЕДОЙН РП ВЕУРПТСДЛХ,
14œЕМЙЮЙОХ C(!; q) ОБЪЩŒБАФ ЛХРЕТПОПН, РПФПНХ ЮФП ФПЮОП ФБЛБС ЦЕ ŒЕМЙЮЙОБ ПРЙУЩŒБЕФ ЛХРЕТПŒУЛЙЕ РБТЩ Œ УŒЕТИРТПŒПДОЙЛЕ Œ РТЙУХФУФŒЙЙ РТЙНЕУЕК (УН. ЗМ. 10). бОБМПЗЙС НЕЦДХ ЛХРЕТПОПН Œ ФЕПТЙЙ МПЛБМЙЪБГЙЙ Й БНРМЙФХДПК ЛХРЕТПŒУЛЙИ РБТ ПЛБЪЩŒБЕФУС ŒЕУШНБ УПДЕТЦБФЕМШОПК, РПУЛПМШЛХ Œ ЖЙЪЙЮЕУЛЙИ УŒПКУФŒБИ ЬФЙИ ŒЕМЙЮЙО ЙНЕЕФУС ОЕНБМП ПВЭЕЗП. ьФБ ПВЭОПУФШ РТПСŒМСЕФУС Œ ТБЪОППВТБЪОЩИ ЖЙЪЙЮЕУЛЙИ ЬЖЖЕЛФБИ, ФБЛЙИ ЛБЛ, ОБРТЙНЕТ, ŒМЙСОЙЕ НБЗОЙФОПЗП РПМС, ТБЪОЙГБ НЕЦДХ НБЗОЙФОЩНЙ Й ОЕНБЗОЙФОЩНЙ РТЙНЕУСНЙ, ФЕНРЕТБФХТОБС ЪБŒЙУЙНПУФШ, Й Ф. Р.
15ьФП ЪБНЕЮБОЙЕ ОЕ ПФОПУЙФУС Л УРЙОПŒПК ЪБŒЙУЙНПУФЙ | Х ЛХРЕТПОБ ПОБ ДТХЗБС.