Вывод закона Био-Савара из теоремы Гельмгольца?

Теорема Гельмгольца говорит нам, что любая векторная функция Ф ( р ) которая достаточно быстро стремится к нулю, может быть выражена как

Ф ( р ) "=" ( 1 4 π Ф ( р ) р д В ) + × ( 1 4 π × Ф ( р ) р д В )

где р "=" | р р | является величиной вектора разделения. Теперь из уравнений Максвелла (при условии магнитостатики) мы имеем, что Б "=" 0 и × Б "=" мю 0 Дж . Объединяя эти факты с приведенной выше теоремой Гельмгольца, мы получаем, что магнитное поле (в области магнитостатики) должно иметь вид

( 1 ) Б ( р ) "=" × мю о 4 π Дж ( р ) р д В
Теперь вышеизложенное должно быть эквивалентно закону Био-Савара для объемных токов, который
( 2 ) Б ( р ) "=" мю 0 4 π Дж ( р ) × р ^ р 2 д В
Но эти два уравнения заметно различаются (по крайней мере, в их нынешнем виде). Есть ли способ манипулировать уравнением (1) так, чтобы в итоге мы получили уравнение (2)?

Любая помощь будет принята с благодарностью!

Возможный дубликат: ссылка .
Вместо (\dfrac12)= ( 1 2 ) использовать \left(\dfrac12\right)= ( 1 2 ) чтобы отрегулировать высоту содержимого.

Ответы (1)

Догадаться.

Использование правила продукта × ( ф Дж ) "=" ф ( × Дж ) Дж × ( ф ) с ф "=" 1 / р мы получаем

Б ( р ) "=" × мю о 4 π Дж ( р ) р д В
Б ( р ) "=" мю о 4 π × ( Дж ( р ) р ) д В
Б ( р ) "=" мю о 4 π 1 р ( × Дж ( р ) ) Дж ( р ) × ( 1 р ) д В
Но теперь оператор curl относится к незагрунтованному р координаты, а не грунтовка р координаты. Таким образом, первый член в приведенном выше равен нулю. Итак, у нас есть
Б ( р ) "=" мю о 4 π Дж ( р ) × ( 1 р ) д В
Теперь используя личность 1 р "=" 1 | р р | "=" р ^ р 2 , мы получаем это
Б ( р ) "=" мю о 4 π Дж ( р ) × р ^ р 2 д В
что в точности соответствует закону Био-Савара, как и требовалось