亥姆霍兹方程

椭圆偏微分方程
亥姆霍兹方程(Helmholtz equation)是一条描述电磁波的椭圆偏微分方程,以德国物理学家亥姆霍兹的名字命名。

正文

在数学上具有
形式的双曲型偏微分方程。式中
为拉普拉斯算子,在直角坐标系中为
ψ为待求函数;
常数f为源函数。当f等于零时称为齐次亥姆霍兹方程;f不等于零时称为非齐次亥姆霍兹方程。在电磁学中,当函数随时间作简谐变动时,波动方程化为亥姆霍兹方程。例如,在均匀各向同性媒质中,电场磁场强度满足下述波动方程
(1)
。 (2)  当一个函数
随时间作简谐变动时,可以表成
的形式,这时
相当于jω
相当于
,代入式(1)、(2),并利用电荷与电流之间的连续方程[]·
,可得
(3)
, (4)式中
,称为波数