2. Закон сохранения энергии и однозначность решений.
Если мы умножим
скалярно на
на
и вычтем
из (11), мы получим справа:
и следовательно:
Вводя сокращенные обозначения
мы будем иметь:
представляет полную объемную плотность электромагнитной энергии: уравнение (6) формулирует теорему Пойнтинга Pointing) - закон сохранения энергии для электромагнитного поля. Этот закон выражает, что энергия в Некотором элементе объема изменяется, с одной стороны, вследствие наличия потока энергии
(который называется также вектором Пойитинга), с другой стороны — вследствие выделения тепла
В непроводниках
уравнение (6) выражает сохранение электромагнитной энергии в пространстве и времени.
Пусть теперь
На будут решения основных уравнений, исчезающие на бесконечности и тождественные во всем пространстве для
Мы покажем, что и для
они останутся тождественными. Для этой цели возьмем разности полей
которые, вместе с соответствующими величинами
также удовлетворяют уравнениям (1) и (2) вследствие их линейности. Поэтому остается в силе и уравнение (6), причем теперь нужно понимать под
выражения
образованные с помощью разностей полей.
Ограничим пространство поверхностью
расположенной на очень большом расстоянии, и проинтегрируем выражение (6) по пространству, ограниченному этой поверхностью. Проинтегрированные выражения мы обозначим чертой наверху. Получается:
Для перехода от объемного интеграла к поверхностному в правой части применена теорема Гаусса.
По предположению,
исчезают на
и мы положим, что они исчезают настолько быстро, что правая часть (7) стремится к нулю. Остается, следовательно,
Правая часть этого уравнения
[см. (VI) и (V)], так что
не может увеличиваться со временем. Но
необходимо
обращается в нуль при
в. Отсюда мы заключаем, что для всех
т. е.
что и нужно было доказать.
Доказательство остается без изменения, если 2 лежит на конечной расстоянии. Поля
определены тогда только внутри
Предположим, что они совпадают при
Кроме того они должны удовлетворять на
одинаковым граничным условиям, так как оба поля являются