由于B是由电流确定的,所以A也如此。我们现在要由电流来求A。从基本方程式(14.2)出发:
对于静电学一样。
如果我们应用矢量恒等式(2.58),将▽×(▽×A)改写成:
▽×(▽×A)=▽(▽·A)-▽2 A, (14.14)
则关于矢势的式(14.12)看来就更像关于ϕ的式子。由于我们已决定使▽·A=0(而现在就会看出个所以然来了),所以式(14.12)变成
(14.15)
当然,这个矢量方程包括下列三个方程:
而这三个方程中的每一个在数学上 均与下列方程全同 :
(14.17)
所有以前曾学习过的由已知ρ解出势的方法,都可用来由已知j解出A的每一个分量!
在第4章中,我们已经知道,静电学方程式(14.17)的一个通解为
因而我们就立即知道,关于Ax 的通解为
Ay 和Az 与此相仿(图14-2将使你们想起关于r12 和dV2 的习惯表示)。我们可以将这三个解合并在一个矢量式中
如果你乐意,还可直接对各分量取微分而证实:关于A的这一积分满足▽·A=0,只要▽·j=0,而我们早已知道对于恒定电流来说这是理所当然的。
图14-2 点1处的矢势A是对所有点2处的电流元jdV积分而得出的
这样,我们就得到关于求出恒定电流的磁场的普遍方法。原则是:从一电流密度j所产生的矢势的x分量与从一等于jx /c2 的电荷密度ρ所该产生的电势ϕ相同——而y和z分量也与此相仿(这一原则只对在固定方向上的分量才适用。例如,A的“径向”分量不能用同样的办法从j的“径向”分量算出来)。因此,从电流密度矢量j,便可以应用式(14.19)求出A——即通过求解电荷分布为ρ1 =jx/c2 ,ρ2 =jy /c2 和ρ3 =jz /c2 的三个想象中的静电学问题,从而求得A的每一分量。然后,又可通过A的各种微商算出▽×A,最后获得B。这比静电学稍微复杂一些,但想法是相同的。现在,我们将通过在几种特殊情况下矢势的求解例子来说明这一理论。