时谐 Maxwell 方程组与波动方程的导出
由时域 Maxwell 方程组
\[
\begin{cases}
\nabla\times\vec{E}=-\frac{\partial}{\partial t}\vec{B}\\
\nabla\times\vec{H}=\vec{J}+\frac{\partial}{\partial t}\vec{D}\\
\nabla\cdot \vec{D}=\rho\\
\nabla\cdot \vec{B}=0\\
\end{cases}
\]
结合傅里叶变换性质
\[
\vec{E}(\omega)=\mathscr{F}[\vec E(t)]\,,\quad \frac{\partial}{\partial t} = -i\omega
\]
得到
频域 Maxwell 方程组
\[
\begin{cases}
\nabla\times\vec{E}=i\omega\vec{B}\\
\nabla\times\vec{H}=\vec{J}-i\omega\vec{D}\\
\nabla\cdot \vec{D}=\rho\\
\nabla\cdot \vec{B}=0\\
\end{cases}
\]
对应的边值关系为
\[
\begin{cases}
\hat n\times(\vec{E_2}-\vec{E_1})=0\\
\hat n\times(\vec{H_2}-\vec{H_1})=\vec{J_{sf}}\\
\hat n\cdot(\vec{D_2}-\vec{D_1})=\rho_{sf}\\
\hat n\cdot(\vec{B_2}-\vec{B_1})=0\\
\end{cases}
\]