Условия излучения Зоммерфельда

Уравнение Гельмгольца^[1]:

$\Delta U + k^2 U = f$

- имеет не единственное решение в классе (обобщённых) функций, обращающихся в нуль на бесконечности, то чтобы выделить класс единственности решения (из соображений удобства выбрать конкретное решение) в неограниченных областях, необходимо потребовать дополнительных ограничений решения на бесконечности. Этими ограничениями и явились условия излучения Зоммерфельда:

$u(x)=O\left(\frac{1}{|x|}\right),\quad \frac{\partial u(x)}{\partial |x|}-iku(x)=o\left(\frac{1}{|x|}\right),\quad|x|\to\infty\qquad\left(1\right)$

или

$u(x)=O\left(\frac{1}{|x|}\right),\quad\frac{\partial u(x)}{\partial |x|}+iku(x)=o\left(\frac{1}{|x|}\right),\quad|x|\to\infty\qquad\left(\overline{1}\right)$.

Условия излучения $\left(1\right)$ отвечают уходящим на бесконечность волнам, а условия $\left(\overline{1}\right)$ волнам приходящим из бесконечности. Для гармонических функций $\left(k=0\right)$ условия излучения вытекают из единственного требования: $u\left(\infty\right)=0$. Также можно показать, что при $k>0$ всякое решение однородного уравнения Гельмгольца, удовлетворяющее второму из условий $\left(1\right)$ или $\left(\overline{1}\right)$, удовлетворяет и первому условию: $u(x)=O\left(\frac{1}{|x|}\right)$

Примечания

1. ↑ Владимиров В.С. "Уравнения математической физики", М., "Наука", 1981, с.438-439

Литература

• A. Sommerfeld. Die Greensche Funktion der Schwingungsgleichung // Jahresbericht der Deutschen Mathematiker-Vereinigung. — 1912. — Vol. 21. — P. 309—353.
• S. H. Schot. Eighty years of Sommerfeld's radiation condition // Historia Mathematica. — 1992. — Vol. 19. — P. 385—401.
• С. В. Молодцов. Условия излучения Зоммерфельда // Физическая энциклопедия