здесь тензор
является линейным оператором,
Учитывая при этом независимость
от времени
и используя соотношение (1.1.6) и векторное тождество
можно показать, что потенциалы
удовлетворяют системе уравнений
которая эквивалентна уравнениям Максвелла.
Следует заметить, что
определены с точностью до произвольной функции
так как при одновременной замене
векторные поля
связанные с потенциалами соотношениями (1.1.13), не изменяются. Это свойство можно использовать для выбора такого потенциала А, чтобы он удовлетворял условию кулоновской калибровки:
которое эквивалентно выбору функции
такой, что
Здесь
— произвольная функция. Уравнение (1.1.17) нетрудно решить, используя его пространственно-временное преобразование Фурье, которое дает
где мы определили
Из уравнения (1.1.18) находим
а затем, используя обратное преобразование Фурье, и искомое решение
При кулоновской калибровке (1.1.16) система уравнений (1.1.15) упрощается и может быть записана в виде
Первое из этих уравнений описывает изменение скалярного потенциала
за счет плотности заряда
Точнее говоря, проводя преобразование Фурье по времени, сразу получаем, что
линейно
зависит от
(см. задачи 2 и 3):
где функция Грина
дается выражением
Аналогично, используя преобразование Фурье уравнения (1.1.206), получаем
где использовано также условие сохранения заряда [выражение (1.1.5)], которое в фурье-представлении эквивалентно соотношению
Заметим, что, поскольку
представляет собой поперечную компоненту вектора
В случае изотропной и однородной среды для потенциалов
можно потребовать выполнения так называемой лоренцевой калибровки, а именно условия
При этом
удовлетворяют неоднородным уравнениям Гельмгольца
в правые части которых входят соответственно
Наконец, для однородной анизотропной среды фурье-компоненту
можно представить в виде свертки
где
функция Грина в диадном представлении (см. задачи 4, 5 и 7).