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: 839
Скачиваний: 1
306 |
|
|
|
|
|
|
змбœб 10. уœетиртпœпдйнпуфш |
||||
РПУМЕ ЮЕЗП РТПЙОФЕЗТЙТХЕН РП ЮБУФСН: |
|
|
|
|
|
|
|||||
Q(1) |
e2 |
lim T |
|
ei!nfi |
|
v |
|
1 |
2d3p |
Q(2) |
|
¸˛ (0) = + c fi →+0 |
|
˛ |
|
¸(p) i!n |
− |
‰(p) (2ı)3 = − ¸˛ |
(10.135) |
||||
!n |
|
|
(УХННЙТПŒБОЙЕ РП НБГХВБТПŒУЛЙН ЮБУФПФБН РТПЙЪŒПДЙФУС ФБЛ ЦЕ, ЛБЛ Œ ŒЩТБЦЕОЙЙ (7.59) Œ ТЕЫЕОЙЙ ЪБДБЮЙ 35). йФБЛ, Q¸˛ (0) = 0.
тЕЫЕОЙЕ 62 В. юФПВЩ ОБКФЙ ДЙБНБЗОЙФОХА ŒПУРТЙЙНЮЙŒПУФШ ЖЕТНЙ-ЗБЪБ 0, УŒСЦЕН ЕЕ У ЛПОУФБОФПК a Œ ТБЪМПЦЕОЙЙ Q(k) = ak2 + : : : рП ПРТЕДЕМЕОЙА Q(k),
j = QA = −a 2A : |
(10.136) |
у ДТХЗПК УФПТПОЩ, ФПЛ УŒСЪБО У ОБНБЗОЙЮЕООПУФША:
j = c rot M = c rot 0B = 0c rot rot A : |
(10.137) |
рПУЛПМШЛХ div A = 0, ФПЛ НПЦОП ЪБРЙУБФШ ФБЛ:
j = − 0c 2A : |
(10.138) |
пФУАДБ ОБИПДЙН 0 = a=c.
фЕРЕТШ ŒЩЮЙУМЙН a. рТЕДРПМПЦЙН, ЮФП ŒПМОПŒПК ŒЕЛФПТ k ОБРТБŒМЕО ŒДПМШ ПУЙ z,
Й ОБКДЕН Qxx: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
lim e2 T |
ei!nfi |
|
vx(p + k) vx(p) |
2d3p : |
|
|||
xx = − fi →+0 c |
|
(i!n |
− |
‰p+k) (i!n |
− |
‰p) (2ı)3 |
(10.139) |
||
!n |
|
|
œ ПФМЙЮЙЕ ПФ УРЙОПŒПК ŒПУРТЙЙНЮЙŒПУФЙ, ПТВЙФБМШОБС ŒПУРТЙЙНЮЙŒПУФШ ПРТЕДЕМСЕФУС ОЕ ФПМШЛП ПЛТЕУФОПУФША РПŒЕТИОПУФЙ жЕТНЙ, ОП Й ŒУЕНЙ УПУФПСОЙСНЙ РПД ОЕК, РПФПНХ ЮФП ЛŒБОФПŒБОЙЕ мБОДБХ ЪБФТБЗЙŒБЕФ ŒУЕ УПУФПСОЙС У E < EF , Й ЛПОЕЮОБС ŒПУРТЙЙНЮЙŒПУФШ 0 ŒПЪОЙЛБЕФ ЙЪ-ЪБ ПФМЙЮЙС УХННЩ ЛŒБОФПŒБООЩИ ЬОЕТЗЙК ПФ ЙОФЕЗТБМБ РП ОЕРТЕТЩŒОПНХ УРЕЛФТХ. рПЬФПНХ НЩ ПЗТБОЙЮЙНУС УМХЮБЕН ‰(p) = p2=2m − EF . тБЪМБЗБС Q(k) РП kz = k, Й ЙНЕС Œ ŒЙДХ, ЮФП ДМС ЛŒБДТБФЙЮОПЗП УРЕЛФТБ vx(p + k) = vx(p) = px=m, ЪБРЙЫЕН
|
− |
c |
!n |
|
i!n |
|
‰p |
@pz i!n |
‰p |
(2ı) |
|
|
||||
|
|
e2k2 |
|
|
|
v2 |
|
|
@2 |
|
1 |
2 d3p |
|
|||
Qxx = |
|
T |
|
|
|
− |
|
|
|
|
− |
|
3 : |
(10.140) |
||
|
|
ei!nfi |
|
|
x |
|
|
2 |
|
|
|
|||||
рТПЙОФЕЗТЙТПŒБŒ РП ЮБУФСН, РПМХЮЙН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
e2 |
|
|
|
|
|
v2 v2 |
2d3p |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
− |
z |
|
|
|
|
|
|||
|
0 = c2 T |
!n ei!nfi |
(i!n x |
|
‰p)4 (2ı)3 : |
|
|
(10.141) |
||||||||
фЕРЕТШ ХУТЕДОЙН РП ХЗМБН ( vx2vz2 = v4=15): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
e2 |
|
|
|
|
|
|
|
p4 |
|
2d3p |
|
|
|
|
0 = 15c2m4 T |
|
(i!n |
− |
‰p)4 |
(2ı)3 : |
|
|
|||||||||
!n ei!nfi |
|
|
(10.142) |
10.5. теыеойс |
307 |
йОФЕЗТБМ РП НПДХМА ЙНРХМШУБ ФТЕИЛТБФОЩН ЙОФЕЗТЙТПŒБОЙЕН РП ЮБУФСН РТЙŒПДЙФУС Л ŒЙДХ
∞ |
|
|
|
p6 dp |
|
|
4 = −5 |
m3 |
∞ |
dp |
|
|
|||
|
|
i! |
n + |
E |
− |
p2 |
= m |
|
2 |
|
i!n + EF |
− |
p2=2m ; |
(10.143) |
|
0 |
|
F |
|
2 |
|
|
0 |
|
|
|
РПУМЕ ЮЕЗП УХННЙТПŒБОЙЕ РП !n ДБЕФ, ЛБЛ ПВЩЮОП, ТБУРТЕДЕМЕОЙЕ жЕТНЙ (УН. ЖПТНХМХ (7.59) Œ ТЕЫЕОЙЙ ЪБДБЮЙ 35):
e2 |
|
∞ |
|
|
|
e2p0 |
|
|
0 = −12ı2mc2 |
|
nF (‰p) dp |
= −12ı2mc2 |
: |
(10.144) |
|||
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
йУРПМШЪХС ŒЩТБЦЕОЙЕ ДМС УРЙОПŒПК ŒПУРТЙЙНЮЙŒПУФЙ, ОБКДЕООПЕ Œ ЪБДБЮЕ 24 |
||||||||
ÐÁÒÁ |
= 2—B2 0 |
= |
e2 |
mp0 ; |
|
(10.145) |
||
|
|
|
|
|
4m2c2 ı2 |
|
|
|
ОБИПДЙН УППФОПЫЕОЙЕ НЕЦДХ ПТВЙФБМШОПК Й УРЙОПŒПК ŒПУРТЙЙНЮЙŒПУФША: |
|
|||||||
|
0 = − |
1 |
|
|
|
|
||
|
3 ÐÁÒÁ |
: |
|
(10.146) |
пФНЕФЙН, ЮФП ЬФП УППФОПЫЕОЙЕ ОЕ ХОЙŒЕТУБМШОП. лБЛ ŒЙДОП ЙЪ ОБЫЕЗП ŒЩЮЙУМЕОЙС, ŒЛМБД Œ 0 ДБЕФ ŒЕУШ УРЕЛФТ, Б ОЕ ФПМШЛП РПŒЕТИОПУФШ жЕТНЙ. рПЬФПНХ РПМХЮЕООПЕ УППФОПЫЕОЙЕ НЕЦДХ 0 É ÐÁÒÁ ŒЕТОП МЙЫШ ДМС ЛŒБДТБФЙЮОПЗП УРЕЛФТБ. рТЙ ВПМЕЕ ПВЭЕН ЪБЛПОЕ ДЙУРЕТУЙЙ ‰(p) ŒПУРТЙЙНЮЙŒПУФШ 0 РП ŒЕМЙЮЙОЕ НПЦЕФ ПЛБЪБФШУС ДБЦЕ ВПМШЫЕ, ЮЕН ÐÁÒÁ. œ ЬФПН УМХЮБЕ ОПТНБМШОЩК НЕФБММ ПЛБЪЩŒБЕФУС ДЙБНБЗОЕФЙЛПН.
тЕЫЕОЙЕ 63. œ ЬФПК ЪБДБЮЕ НЩ ŒЩЮЙУМЙН Q(0) ДМС УŒЕТИРТПŒПДОЙЛБ. рТЙ ЬФПН ПУОПŒОПЕ ПФМЙЮЙЕ ПФ ŒЩЮЙУМЕОЙС ДМС ОПТНБМШОПЗП НЕФБММБ, РТПДЕМБООПЗП Œ ЪБДБЮЕ 62, ŒПЪОЙЛБЕФ ЙЪ-ЪБ ОЕПВИПДЙНПУФЙ ХЮЕУФШ ЛБЛ ОПТНБМШОЩЕ, ФБЛ Й БОПНБМШОЩЕ УТЕДОЙЕ.
уТЕДОЕЕ ПФ ДЙБНБЗОЙФОПЗП ŒЛМБДБ Œ ФПЛ ЕУФШ РТПУФП
Q(2)(0) = −ne2=mc : |
(10.147) |
юФП ЦЕ ЛБУБЕФУС ЗТБДЙЕОФОПЗП ŒЛМБДБ Q(1)¸˛ (i˙; k), ФП ПО РПМХЮБЕФУС ХУТЕДОЕОЙЕН РТПЙЪŒЕДЕОЙС ФПЛПŒ Й ДБЕФУС УМЕДХАЭЙН ŒЩТБЦЕОЙЕН:
|
1 |
|
˛ |
|
|
|
|
|
|
˛ |
|
|
|
|
|||
Q¸˛(1)(i˙s; k) = |
2c ; |
ei˙fi dfi |
eikr |
× |
(10.148) |
|||
|
|
− |
|
|
+ (0; |
|
d3r |
|
|
|
|
|
|
||||
× Tfi +(r; fi ) j¸ (r; fi ) |
0) j˛ (0; 0) |
|||||||
|
|
e |
r). |
|
|
|
|
|
( , | УРЙОПŒЩЕ ЙОДЕЛУЩ, Б j = −i m |
|
|
|
|
||||
фЕРЕТШ ОЕПВИПДЙНП УРБТЙФШ |
|
-ПРЕТБФПТЩ, ХЮЙФЩŒБС ЛБЛ ОПТНБМШОЩЕ, ФБЛ Й БОП- |
НБМШОЩЕ УТЕДОЙЕ. рТЙ ЬФПН ФЕПТЕНБ œЙЛБ РП-РТЕЦОЕНХ УРТБŒЕДМЙŒБ, РПУЛПМШЛХ ПРЕТБФПТЩ Й + НПЦОП ŒЩТБЪЙФШ МЙОЕКОЩН ПВТБЪПН ЮЕТЕЪ ПРЕТБФПТЩ ТПЦДЕОЙС Й
308 |
змбœб 10. уœетиртпœпдйнпуфш |
ХОЙЮФПЦЕОЙС ЛŒБЪЙЮБУФЙГ УŒЕТИРТПŒПДОЙЛБ, ДМС ЛПФПТЩИ БОПНБМШОЩЕ УТЕДОЙЕ ТБŒОЩ ОХМА. фБЛЙН ПВТБЪПН,
|
= |
|
j¸ G (r; fi ) j˛ G |
( r; fi ) |
j¸ F + (r; fi ) j˛ F ( r; fi ) : |
||||
|
Tfi |
+(r; fi ) j¸ |
(r; fi ) |
+ (0; 0) j˛ |
(0; 0) |
= |
(10.149) |
||
(1) |
|
− |
|
− − |
− |
|
− − |
||
фПЗДБ Q¸˛ |
(i˙; k) РТЙОЙНБЕФ ŒЙД |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
˛ |
|
d3r eikr × |
|
(10.150) |
|
|
|
Q¸˛ (i˙; k) = −2c |
ei˙fi dfi |
|
|||||
|
|
|
(1) |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−˛ |
|
|
|
|
|
|
|
× 2j¸ G(r; fi ) j˛ G(−r; −fi ) + 2j¸ F (r; fi ) j˛ F (−r; −fi ) : |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ъБНЕФЙН, ЮФП ЪОБЛЙ РЕФЕМШ, УПДЕТЦБЭЙИ ЖХОЛГЙЙ G Й F , ПЛБЪЩŒБАФУС ПДЙОБЛПŒЩНЙ. рЕТЕРЙУЩŒБС ŒЩТБЦЕОЙЕ (10.150) Œ ЙНРХМШУОПН РТЕДУФБŒМЕОЙЙ, РПМХЮБЕН
|
Q¸˛ (i˙; k) = − c |
!n |
|
v¸ p − |
2 v˛ p + |
2 × |
|
|
||||||||||||
|
(1) |
|
|
|
T e2 |
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G i!n + i˙; p + 2 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
× %G i!n; p − 2 |
+ |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
+ F i!n; p − |
|
k |
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
2 |
|
F i!n + i˙; p + 2 |
& (2ı)3 : |
|
(10.151) |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
k |
|
2d3p |
|
|
|||
фПЗДБ РТЙ k = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
e2T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2d3p |
|
|
||||
Q(1)(0) = |
3 Q¸¸(1)(0) = |
−3m2c !n |
p2 |
G2(i!n; p) + |F (i!n; p)|2 |
|
(2ı)3 |
: |
(10.152) |
||||||||||||
уПВЙТБС ŒНЕУФЕ Q(1) É Q(2) Й ХЮЙФЩŒБС ПРТЕДЕМЕОЙЕ ns , РПМХЮЙН |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
− |
|
− |
3m |
|
!n |
|
(!n + ‰ + ´ ) |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
n |
|
ns = |
|
2 T 0p02 |
|
∞ |
´2 |
+ ‰2 |
− !n2 |
2 d‰ : |
|
|
|
(10.153) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
−∞ |
2 |
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пВТБФЙН ŒОЙНБОЙЕ ОБ ФП, ЮФП РТЙ ЙОФЕЗТЙТПŒБОЙЙ РП ! ŒЩТБЦЕОЙЕ (10.153) ПВТБЭБЕФУС Œ ОХМШ, Œ ФП ŒТЕНС ЛБЛ РТЙ ЙОФЕЗТЙТПŒБОЙЙ РП ‰ ЬФПЗП ОЕ РТПЙУИПДЙФ. уМЕДПŒБФЕМШОП, ПОП ОЕ ŒРПМОЕ ЛПТТЕЛФОП ПРТЕДЕМЕОП. дЕМП Œ ФПН, ЮФП ЬФБ ŒЕМЙЮЙОБ ОЕ ĂУЙДЙФĄ ОБ РПŒЕТИОПУФЙ жЕТНЙ, Й ДМС РТБŒЙМШОПЗП ХЮЕФБ УПУФПСОЙК ŒДБМЙ ПФ ХТПŒОС жЕТНЙ УМЕДПŒБМП ВЩ ВТБФШ РМПФОПУФШ УПУФПСОЙК, ЪБŒЙУСЭХА ПФ ЬОЕТЗЙЙ. пДОБЛП УŒЕТИФЕЛХЮБС РМПФОПУФШ, ОЕУПНОЕООП, ПРТЕДЕМСЕФУС РПŒЕТИОПУФША жЕТНЙ, РПФПНХ ЮФП ФПМШЛП ФБН Й РТПЙУИПДЙФ РЕТЕУФТПКЛБ ЬМЕЛФТПООЩИ УПУФПСОЙК. œ ЗМХВЙОЕ ЦЕ ЖЕТНЙЕŒУЛПЗП НПТС (Ф. Е. РТЙ ‰ EF ) ОЙЮЕЗП ОЕ РТПЙУИПДЙФ. рПЬФПНХ НПЦОП РПУФХРЙФШ ФБЛ: ŒЩЮЕУФШ ЙЪ ЬФПЗП ŒЩТБЦЕОЙС БОБМПЗЙЮОПЕ У ´ = 0, Ф. Е. ДМС ОПТНБМШОПЗП НЕФБММБ.
10.5. теыеойс |
309 |
фПЗДБ ŒЛМБД ЗМХВПЛЙИ УПУФПСОЙК ŒЩРБДЕФ. рТЙ ЬФПН, ЛБЛ НЩ ЪОБЕН, ДМС ОПТНБМШОПЗП НЕФБММБ ns = 0. œ ТЕЪХМШФБФЕ
2 0p2 |
!n |
∞ |
|
‰2 |
|
!2 |
|
‰2 |
|
!2 + ´2 |
d‰ : |
|
||
|
|
|
(‰ + !n) |
|
(‰ + !n + ´ ) |
|
||||||||
|
0 |
|
|
|
− |
2n |
|
|
− |
2n |
|
|
||
ns = 3m |
T |
|
2 |
2 − |
2 |
2 2 |
(10.154) |
−∞
рПМХЮЙŒЫЕЕУС ŒЩТБЦЕОЙЕ НПЦОП ЙОФЕЗТЙТПŒБФШ Œ МАВПН РПТСДЛЕ. мХЮЫЕ ŒУЕЗП УОБЮБМБ РТПЙОФЕЗТЙТПŒБФШ РП ‰. рТЙ ЬФПН ПЛБЪЩŒБАФУС РПМЕЪОЩНЙ УМЕДХАЭЙЕ УППФОП-
ЫЕОЙС: |
∞ |
dx |
|
ı |
|
∞ |
|
x2 dx |
|
|
ı |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
(x2 |
+ a2)2 = |
2a3 |
; |
|
|
|
(x2 + a2)2 |
= |
2a |
: |
(10.155) |
|||
−∞ |
|
|
|
|
−∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
рПУМЕ ЙОФЕЗТЙТПŒБОЙС РПМХЮБЕН ПФŒЕФ: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
2 0p02 |
|
|
n |
|
ı´2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ns = |
T |
|
|
|
3=2 |
: |
|
|
|
(10.156) |
|||
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
||||||
|
|
|
3m |
|
!n |
(! |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
+ ´ ) |
|
|
|
|
|
|
|||
тБУУНПФТЙН ТБЪМЙЮОЩЕ РТЕДЕМШОЩЕ УМХЮБЙ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Á) T → 0. ъБНЕОЙН УХННХ ЙОФЕЗТБМПН: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
2 0p02 ı´2 |
∞ |
|
d! |
|
|
|
2 0p02 |
|
p03 |
|
|
|||
ns = |
3m |
2ı |
(!2 + ´2)3=2 |
= 3m |
= 3ı2 |
= n : |
(10.157) |
||||||||
|
|
|
−∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
œЙДЙН, ЮФП РТЙ T = 0 УŒЕТИФЕЛХЮБС РМПФОПУФШ ТБŒОБ РПМОПК, ЛБЛ Й ДПМЦОП ВЩФШ Œ ФТБОУМСГЙПООП{ЙОŒБТЙБОФОПК УЙУФЕНЕ.
Â) T → Tc. œ ЬФПН УМХЮБЕ ДПУФБФПЮОП РТЕОЕВТЕЮШ ´ Œ ЪОБНЕОБФЕМЕ. фПЗДБ УХННБ ŒЩТБЦБЕФУС ЮЕТЕЪ “ -ЖХОЛГЙА (УН. ЪБДБЮХ 59), ЮФП ДБЕФ
ns |
|
7´2 |
|
T |
: |
|
n |
= |
4ı2Tc2 |
= 2 |
1 − Tc |
(10.158) |
фБЛЙН ПВТБЪПН, РТЙ T → Tc УŒЕТИФЕЛХЮБС РМПФОПУФШ ХНЕОШЫБЕФУС ДП ОХМС. фЕРЕТШ УŒСЦЕН ns У ЗМХВЙОПК РТПОЙЛОПŒЕОЙС. ъБРЙЫЕН ЪБЛПО бНРЕТБ:
rot H = |
4ı |
j = − |
4ınse2 |
|
||
c |
mc2 |
A : |
(10.159) |
|||
рПУЛПМШЛХ H = rot A, ЙНЕЕН |
|
|
4ınse2 |
|
|
|
2A = |
|
|
||||
mc2 A : |
|
(10.160) |
рХУФШ ЗТБОЙГБ ПВТБЪГБ РЕТРЕОДЙЛХМСТОБ ПУЙ x, Б НБЗОЙФОПЕ РПМЕ РБТБММЕМШОП ПУЙ z. фПЗДБ
Ay (x) = Ay (0) e−x=‹˜ ; |
(10.161) |
||||
ÇÄÅ |
|
mc2 |
|
|
|
‹2 |
= |
: |
(10.162) |
||
|
|||||
˜ |
|
4ınse2 |
|
|
|
|
|
|
|