电磁场中任意两点间的电势差为
(9)
只有两点之间的电势差才有绝对意义,而某点得电势与选取的参考零点位置有关。当电荷分布于有限区域时,常选无穷远处为参考零点。令 ,则空间任意P点的电势为
(10)
另外,考虑电场中相距 的两点的电势差
(11)
由全微分可写为
(12)
比较(11)、(12)两式可得
(13)
将(13)式代入(7)式,可以导出在均匀介质中 满足的微分方程为
(14)
结合边值关系,可以通过求解边值问题确定电势 的分布。(14)式的特解如(6)式所示,并可据此特解,利用多极展开的办法研究小区域的电荷分布在远区激发电势的结果。
3.2 静磁场的矢势
对于静磁场,麦克斯韦方程组(2)式简化为
, (15)
静磁场为有旋无源场,则在静磁场中引入矢势
(16)
在磁场中把 对任意一个以回路L为边界的曲面S作面积分
(17)
可见,沿任一闭合回路矢势 的环流代表通过以此回路为界的任一曲面的磁通量,而每点上 无直接物理意义。
磁势 存在不唯一性。若已知 ,因为 ,则能够唯一地确定 ;但是若已知 ,则因任意函数 的梯度无旋度,即 ,致使 不唯一。例如,作规范变换
(18)
则 ,即同一个 可对应于许多矢势 。可以人为地选取库仑规范条件来,自|优;尔`论^文/网www.youerw.com
(19)
对 加以限制,力使在已知 时能够唯一地确定 。并且这样的 是能够找到的,即只要(18)式中的规范函数满足如下方程即可
(20)
将(16)式代入(15)式,可以导出在均匀介质中 所满足的微分方程为
(21)
结合边值关系,可以通过求解边值问题确定矢势 的分布。对于电流分布在有限区域,(21)式的特解如(6)式所示,若为线电流,则为
(22)
(6)式或(22)式直接关联着毕奥-萨伐尔定律。与静电场相同,也存在电流分布在小区域时静磁场的磁矢势特解的多极展开方法。