26.柱面波函数+贝塞尔函数(10-0)
贝塞尔函数的有关公式

贝塞尔函数的有关公式贝塞尔函数是数学中一类特殊的函数,广泛应用于物理学、工程学和数学物理学等领域。
贝塞尔函数一族的定义包括第一类贝塞尔函数、第二类贝塞尔函数以及修正的贝塞尔函数。
本文将介绍这些贝塞尔函数的基本定义和性质,并给出一些常见的贝塞尔函数公式。
一、第一类贝塞尔函数(Bessel Function of the First Kind)第一类贝塞尔函数是非负整数阶的解特殊二阶常微分方程贝塞尔方程的解。
第一类贝塞尔函数通常用J_n(x)表示,其中n是阶数,x是实数。
它的定义为:J_n(x) = (1/π) ∫[0,π] cos(nθ - xsinθ) dθ其中,J_0(x)是常数函数。
第一类贝塞尔函数有一些重要的性质:1.对于所有的实数x和n≥0,J_n(x)是实函数。
2.J_0(x)在x=0处取得最大值,而在其他地方有若干个零点。
3.J_n(x)在x→0时的行为类似于x^n,即J_n(x)~(x/2)^n/(n!)。
第一类贝塞尔函数的递推公式:J_{n+1}(x)=(2n/x)J_n(x)-J_{n-1}(x)其中J_{1}(x)=(2/x)J_0(x)。
第一类贝塞尔函数的导数计算公式:dJ_n(x)/dx = J_{n-1}(x) - (n/x) J_n(x)利用这个公式可以计算贝塞尔函数的导数。
二、第二类贝塞尔函数(Bessel function of the second kind)第二类贝塞尔函数是贝塞尔方程的另一类解,通常用Y_n(x)表示,其中n是阶数,x是实数。
第二类贝塞尔函数的定义为:Y_n(x) = (1/π) ∫[0,π] sin(nθ - xsinθ) dθ其中,Y_0(x)是称作“诺依曼函数”。
第二类贝塞尔函数的性质如下:1.对于所有的实数x和n≥0,Y_n(x)是实函数。
2.Y_0(x)在x=0处不取得最大值,而在其他地方有若干个零点。
3. Y_n(x)在x→0时的行为类似于(2/π)(ln(x/2) + γ) + O(x^2)。
贝塞尔函数解读

贝塞尔方程
当n不为整数时,例如
n v ,上式的通解可表示为如下两种形式:
y AJ v (x) BJ v (x)
其中和,A、yB为分任别A意称J实为v数(;阶x)和 B阶Y第v一(类x)Bessel函数;
称为 阶第二类Bessel函数。
Jv (x) J v (x)
v v
Yv (x)
1
0
x
J n (
x)J n (
x)d
x
Jn( )Jn () Jn()Jn ( ) 2 2
而
1
0
x
J n 2 (
x)d
x
1 2
J
本征函数系
J
n
(
(n) m R
)r
(m 1, 2,) 的正交性。
R
0
r
J
n
(
(n m
R
)
r
)
J
n
(
(n) k
R
r
)d
r
0 R
,
2
2
J
2 n1
(
m
(
n
)
)
R2 2
J
2 n1
(
m
(
n)
)
,
mk mk.
J
n
(
(n m
R
)
r
)
m1 在【0,R】上,带权重r正交。
贝塞尔函数的正交性
若λ和μ是两个不同的常数 , 可以证明
1.先求的
数值解,再用(1)式求
(v k 1)
2.非整数阶Bessel函数也可以通过递推关系得出。
Jv (x)
当n为正整数或零时, 表达式为
python 贝塞尔函数

python 贝塞尔函数贝塞尔函数(Bessel Function)是数学领域中一种特殊函数,它是解决微分方程和波动现象的重要工具,在很多科学领域都有重要应用。
贝塞尔函数最初由欧拉和贝塞尔分别独立地研究和定义,目前已成为数学中一个重要的分支。
贝塞尔函数是定义域在实数域上的特殊函数,在微积分中具有扮演特殊角色的地位,它是解决许多物理问题的重要的数学工具。
贝塞尔函数包含一系列不同的函数版本,最基本的是贝塞尔函数的第一类(Jn)和第二类(Yn),即贝塞尔函数通常又称为贝塞尔J函数和贝塞尔Y函数。
贝塞尔函数的定义式为:$J_n(x) =\sum_{k=0}^{\infty} \frac{(-1)^k}{k!(n+k)!}\left(\frac{x}{2}\right)^{n+2k}$$Y_n(x) =\frac{1}{\pi}\left[\lim_{\epsilon \to0}\left(\frac{2}{\pi}\right)\left[\int_0^{n\ \pi} \sin(x \sin t+nt)\ dt -\cos(n \pi) \int_0^\pi \exp{(\epsilon \cos\theta)}\cos(nt \cos \theta)\ d\theta\right]\right]$ 贝塞尔函数的特点在于其具有周期性的振荡特征,这种特性使得它广泛应用于声波、电磁波、光学、量子力学等领域中,尤其是在深海探测、导航以及天文学和粒子物理学等领域中。
以贝塞尔函数的第一组为例,在电磁波和声波中的应用和推导,可以通过以下方式来实现:- 求解圆柱形波导中的电磁波- 线性化粘性流体的Navier-Stokes方程- 球形势箱中量子力学粒子的WKB近似答案- Toda分子链模型中谱的渐近性质值得一提的是,Python中也包含有贝塞尔函数计算模块,这为使用Python进行贝塞尔函数相关问题的应用实现了便利,如在科学计算、机器学习等领域中的运用,大幅提高了工程师的开发效率。
如何通俗的解释贝塞尔函数

如何通俗的解释贝塞尔函数
贝塞尔函数是一种特殊的函数,它们在数学和物理学中非常有用。
它们用于描述周期性和振荡现象,例如声波和电磁波。
贝塞尔函数被命名为德国数学家弗里德里希·贝塞尔,他在19世纪早期发明了这个概念。
贝塞尔函数有两种类型:第一类和第二类。
第一类贝塞尔函数通常用J_n(x)表示,其中n是一个整数,x是实数。
第二类贝塞尔函数通常用Y_n(x)表示。
这些函数的图像通常呈现出周期性振荡的形式,因此它们被广泛用于处理周期性现象。
贝塞尔函数的定义非常复杂,但它们的性质非常有用。
例如,它们满足一些重要的微分方程,如贝塞尔方程。
此外,它们可以用于解决一些非常具体的问题,例如计算振动系统的谐波分析和圆形膜的振动模式。
总的来说,贝塞尔函数是一个重要的数学工具,它们在物理学和工程学中被广泛使用。
虽然它们的定义可能非常复杂,但是它们的基本性质和应用是非常有用的。
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怎么用贝塞尔函数

怎么用贝塞尔函数
贝塞尔函数是数学中的一种特殊函数,具有广泛的应用。
它是由德国数学家弗里德里希·贝塞尔在19世纪初提出的,用于解决泊松方程、热传导方程和电磁波方程等常微分方程的特解问题。
贝塞尔函数在物理、工程、计算机图形学和信号处理等领域中都有重要的应用。
在物理学中,贝塞尔函数经常用于处理圆对称问题。
例如,当一个点源放射出的波以球面波的形式传播时,波在离开点源一段距离后的振幅和相位分布可以由贝塞尔函数描述。
这种现象在天文学中的天体辐射、声波传播和光学中的干涉现象中都有所应用。
在工程学中,贝塞尔函数经常用于处理振动和波动问题。
例如,当一个圆形薄膜被激发时,薄膜上产生的振动模式可以由贝塞尔函数描述。
这种现象在圆形膜鼓的声波辐射和圆形振膜的音乐演奏中都得到了应用。
在信号处理中,贝塞尔函数经常用于滤波和频率分析。
例如,在数字信号处理中,贝塞尔滤波器可以用于去除信号中的噪声和干扰。
此外,贝塞尔函数还可以用于分析信号的频谱内容和谐波分量。
贝塞尔函数的计算和使用可以通过软件工具来实现。
常见的数学软件包如MATLAB、Mathematica和Python的SciPy等都提供了贝塞尔函数的计算和使用方法。
在这些软件中,只需使用相应的函数名称和参数即可计算和使用贝塞尔函数。
总而言之,贝塞尔函数是一种具有广泛应用的特殊函数,它在物理、工程、计算机图形学和信号处理等领域中都有重要的应用。
这些应用包括了处理圆对称问题、振动和波动问题、生成平滑曲线和曲面,以及滤波和频率分析等。
通过数学软件包,可以方便地计算和使用贝塞尔函数。
贝塞尔函数的推导

贝塞尔函数的推导一、什么是贝塞尔函数贝塞尔函数是一类特殊的数学函数,以法国数学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯的朋友雅各布-路易·贝塞尔(Jacob Ludwig Carl Bessel)之名命名。
贝塞尔函数在物理学、工程学、计算机图形学等领域都有广泛应用。
贝塞尔函数可以由贝塞尔微分方程推导而来,表达式中包含了贝塞尔函数的阶数和自变量。
贝塞尔函数包括贝塞尔第一类函数(记作Jn(x))和贝塞尔第二类函数(记作Yn(x)),它们是贝塞尔微分方程的两个线性无关解。
二、贝塞尔函数的推导贝塞尔函数的推导是从贝塞尔微分方程出发,通过一系列变换和求解得到的结果。
下面将详细介绍贝塞尔函数的推导过程。
2.1 贝塞尔微分方程贝塞尔微分方程是一个二阶常微分方程,表示为:x^2y’’ + xy’ + (x^2 - n^2)y = 0其中,y’’表示y对x的二阶导数,y’表示y对x的一阶导数,n为贝塞尔函数的阶数。
2.2 贝塞尔函数的级数解通过将贝塞尔微分方程进行级数展开,得到贝塞尔函数的级数解。
假设贝塞尔函数的级数解表示为:y(x) = Σ An*x^(n+r)代入贝塞尔微分方程,得到:Σ (n+r)(n+r-1)An x^(n+r) + Σ (n+r)An*x^(n+r) + Σ (x^2 - n2)An x(n+r) = 0整理得到:Σ [(n+r)*(n+r-1) + (n+r) + (x^2 - n^2)] * An*x^(n+r) = 0由于An与x无关,所以方程中每一项系数都必须为零,即:(n+r)*(n+r-1) + (n+r) + (x^2 - n^2) = 0化简得到:(n+r)^2 - n^2 = 0解得:r = ±n所以,贝塞尔函数的级数解可以表示为:y(x) = Σ A*x^(n+r)其中,r为贝塞尔函数的阶数。
2.3 贝塞尔函数的通解贝塞尔函数的通解是将级数解带入初始条件得到的。
贝塞尔函数物理意义

贝塞尔函数物理意义
贝塞尔函数是一类重要的特殊函数,它在物理学中有着广泛的应用。
贝塞尔函数最初由德国数学家贝塞尔在求解热传导问题中引入,后来被证明在电磁学、声学、流体力学、核物理学等领域均有应用。
贝塞尔函数的物理意义主要包括以下几个方面:
1. 电磁波的传播:贝塞尔函数可以描述电磁波在圆形和球形空间中的传播情况。
在电磁学中,贝塞尔函数被广泛应用于分析天线辐射、微波传输、电磁波散射等问题。
2. 振动系统:贝塞尔函数还可以描述振动系统的运动规律。
在力学和物理学中,贝塞尔函数被广泛应用于分析弹簧振子、声波传播等问题。
3. 热传导:贝塞尔函数最初是由贝塞尔用于求解热传导问题的,因此在热力学中也有应用。
贝塞尔函数可以描述热能在圆形和球形空间中的传导情况。
4. 气体动力学:贝塞尔函数还可以描述气体动力学中的流场。
在流体力学中,贝塞尔函数被广泛应用于分析空气动力学、水力学等问题。
贝塞尔函数在物理学中的应用越来越广泛,不仅仅局限于上述几个方面,随着科学技术的不断发展,贝塞尔函数的物理意义还将不断拓展和深化。
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贝塞尔函数阶数意义

贝塞尔函数阶数的意义引言贝塞尔函数是数学中一类重要的特殊函数,最早由德国数学家贝塞尔(Bessel)在19世纪提出,并在物理学、工程学、天文学等领域中得到广泛应用。
贝塞尔函数的一个重要特性是其阶数,本文将就贝塞尔函数的阶数意义进行详细介绍。
贝塞尔函数简介贝塞尔函数是解决二阶常微分方程的一个重要工具。
贝塞尔函数可以表示为以下形式的级数:J_n(x) = \\frac{1}{\\pi} \\int_0^\\pi \\cos(n\ \theta - x \\sin\\theta) d\\theta其中,n为贝塞尔函数的阶数,x为自变量。
通过阶数对贝塞尔函数进行分类贝塞尔函数的阶数n决定了函数的特性和行为。
以下是一些常见的贝塞尔函数阶数分类的例子:零阶贝塞尔函数J_0(x)零阶贝塞尔函数是最简单和最基本的贝塞尔函数。
它具有以下特性:•在x趋近于0时,J_0(x)趋近于1;•在x趋近于正无穷大时,J_0(x)趋近于0;•在x趋近于负无穷大时,J_0(x)具有振荡性,其中零点之间的间隔越来越小。
一阶贝塞尔函数J_1(x)一阶贝塞尔函数是另一个常见的贝塞尔函数。
它具有以下特性:•在x趋近于0时,J_1(x)趋近于0;•在x趋近于正无穷大时,J_1(x)具有振荡性,但比零阶贝塞尔函数的振荡幅度更大。
更高阶的贝塞尔函数除了零阶和一阶贝塞尔函数,还存在更高阶的贝塞尔函数。
这些贝塞尔函数具有更复杂的振荡行为和特性。
通过增加阶数n,贝塞尔函数的振荡频率和幅度将进一步增加。
贝塞尔函数阶数在实际应用中的意义贝塞尔函数的阶数在实际应用中具有重要的意义。
以下是一些实际应用中阶数的意义的例子:振动系统的自然频率在物理学和工程学中,贝塞尔函数的阶数可以用来描述振动系统的自然频率。
通过解振动系统的二阶常微分方程,可以得到特定阶数的贝塞尔函数作为解的一部分。
通过改变阶数,可以调整振动系统的自然频率。
圆形薄膜的振动模态圆形薄膜的振动可以通过贝塞尔函数的阶数来描述。
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V. CYLINDRICAL WAVE FUNCTIONS1. Wave FunctionsA. Scalar wave equation● As mentioned before, the wave equations in source-free region are220H k H ∇+=220E k E ∇+=220A k A ∇+=220k ∇Φ+Φ=where k is the intrinsic wave number,k ==● Let ψ represent the potentialΦor one of the rectangular components ofA ,E ,H, then this scalar function ψ in source-free region should satisfythe following scalar wave equation:22k ψψ∇+=● In cylindrical coordinate system, the scalar wave equation is222222110k zψψψρψρρρρϕ⎛⎫∂∂∂∂+++= ⎪∂∂∂∂⎝⎭B. Separation of variables● By using the method of separation of variables, the solution is assumed to bethe product of three functions of one coordinate each:()()()R Z z ψρϕ=Φ● Substitution of above product function into the cylindrical-coordinate scalarwave equation and division by ()()()R Z z ψρϕ=Φyields()()()()()()2222221110d R d d Z z d kR d d d Z z d zρϕρρρρρρϕϕΦ⎡⎤+++=⎢⎥Φ⎣⎦● Since the third term is independent of ρ and ϕ, and the equation is to sumto zero for all ρ, ϕ, z , then the third term should be independent of z ,()()221d Z z Z z d z=constant● For later convenience, set()()2221zd Z z k Z z d z=-● Substitution of this into the preceding equation and multiplication by 2ρgives()()()()()2222210zd R d d k k R d d d ρϕρρρρρρϕϕΦ⎡⎤++-=⎢⎥Φ⎣⎦● Similarly, the second term of above equation should be a constant setting tobe()()2221d nd ϕϕϕΦ=-Φ● The preceding equation becomes()()()22220z d R d n k k R d d ρρρρρρρ⎡⎤-+-=⎢⎥⎣⎦which is an equation in ρ only.● Let222zk k k ρ=-the equation is reduced to()()()220d R d k n R d d ρρρρρρρρ⎡⎤⎡⎤+-=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦● As a result, the cylindrical-coordinate scalar wave equation is separated intofollowing three equations:()()()220d R d k n R d d ρρρρρρρρ⎡⎤⎡⎤+-=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦()()2220d n d ϕϕϕΦ+Φ=()()222z d Z z k Z z d z+=● In these equations, the parameters satisfy the following separation equation:222zkk k ρ=+● The equation for()R ρis called the Bessel ’s equation of order n , and itssolution, denoting by()n B k ρρ, are termed the Bessel ’s function of order n .● The solutions to the second and third equations are harmonic functions,which are denoted by ()h n ϕ and ()z h k z , respectively.● The scalar wave function ψ to be determined in cylindrical coordinates is()()()(),,n z z B k h n h k z ρψρϕρϕ=● The general solution to the scalar wave equation22k ψψ∇+= is given by()()()(),,,zzn k n z nk z C B k h n h k z ρψρϕρϕ=∑∑where()()(),,n z B k h n h k z ρρϕhave the form as()()()()()()()12:,,,n n n n nB k J k N k H kH kρρρρρρρρρρ()()()()():s i n ,c o s ,e x p ,e x p h n n n j n j n ϕϕϕϕϕ-()()()()():s i n ,c o s ,e x p ,e x p z z z z z h k z k z k zj k zj k z-()n J k ρρis the Bessel function of first kind and order n ,()n N k ρρ is the Bessel function of second kind and order n ,()()1nH kρρ is the Hankel function of first kind and order n ,()()2nH kρρis the Hankel function of second kind and order n .C. Bessel functions● The Bessel functions will be introduced in absence of detailed derivation, theinterested readers are referred to some mathematical textbooks.● The Bessel equation of order v may be generally expressed as()220d d y xx x v y d x d x ⎛⎫+-= ⎪⎝⎭● The solution to this equation is the Bessel function of first kind as()()()()()()20201!!21!!2mm vv m mm vv m x J x m m v x J x m m v +∞=-∞-=-⎛⎫=⎪+⎝⎭-⎛⎫=⎪-⎝⎭∑∑● If v is not an integer,()v J xand()v J x -are linearly independent solutions,and the general solution to the Bessel equation becomes()()12v v y C J x C J x -=+● Ifv n= is an integer,()n J xand()n J x - are not independent, but rather,they are related by()()()1nn n J x J x -=-● To look for the second independent solution to the Bessel equation, a Besselfunction of second kind is defined by()()()co s sin v v v J x v J x N x v ππ--=● If v is not an integer,()v J xand()v N xare linearly independent solutions,and the general solution to the Bessel equation is()()12v v y C J x C N x =+● In the case of integer, v n =,()()()()()()()()()()()2110220lim co s limsin 1!212lo g 2!11!!2n v v nv v v nn mn n m mn mm N x N x J x v J x v n mx J x x m m m n x m m n ππγππφφπ→-→--=+∞==-=--⎛⎫=-⎪⎝⎭-++⎡⎤⎛⎫⎣⎦-⎪+⎝⎭∑∑where101.781,log 0.577γγ== ()111123m mφ=++++● It is proven that the limit function()n N xis existent, and is a solution to theBessel equation, as well as is linearly independent of()n J x .● Thus, no matter whether the subscript v is an integer or not, the generalsolution to the Bessel equation is always()()12v v y C J x C N x =+● For later use, the Hankel functions are defined as()()()()()()()()12v v v vv v H x J x jN x H x J x jN x =+=-in which the former is called the Hankel function of the first kind, and the later the Hankel function of second kind.● Small argument approximation()01,01,0!2vv x v J x x v v →=⎧⎪→⎨⎛⎫> ⎪⎪⎝⎭⎩()()1002log ,021!2,0v vx x v N x v v x γππ→⎧⎛⎫= ⎪⎪⎝⎭⎪→⎨-⎛⎫⎪-> ⎪⎪⎝⎭⎩Note that()v J xis finite atx =, whereas ()v N xis infinite atx =.● Large argument approximation()s 42v x v J x x ππ→∞⎛⎫→-- ⎪⎝⎭()42v x v N x x ππ→∞⎛⎫→-- ⎪⎝⎭()()()()12v jxvx vjxvx H x eH x e-+→∞+-→∞→→● It is important to note from the large argument approximation that()n J k ρρ is analogous to ()cos k ρρ, denoting a standing waves in e ρ direction ()n N k ρρis analogous to ()sin kρρ, denoting a standing waves ine ρdirection()()1n H k ρρ is analogous tojk e ρρ+, denoting a traveling wave in e ρ- direction ()()2nH kρρis analogous tojk eρρ-, denoting a traveling wave ine ρ+ direction● Let()v B x denote an arbitrary solution to the Bessel function, someimportant formulas are given as follows:()()()()()()()()()()()()11011221v v v v v v v v v v B x B x B x x v B x B x B x x B x B x v B x B x B x x-+--'=-'=-+'=--=-D. TM to z wave● As described previously, the EM field in source-free region can be given by11ˆE F Ayεμ=-∇⨯+∇⨯∇⨯and11ˆH A Fzμε=∇⨯+∇⨯∇⨯● As also discussed earlier, a TM to z wave can be constructed by potentialsz A e ψ=andF =so that the EM field becomes()()11ˆ111ˆˆ11ˆˆE F AyF zA Ay zA Ayεμεμμμμ=-∇⨯+∇⨯∇⨯=-∇⨯-+∇∇⋅=-+∇∇⋅and()11ˆ111ˆˆ1H A FzA yF Fz Aμεμεεμ=∇⨯+∇⨯∇⨯=∇⨯-+∇∇⋅=∇⨯● Since()11z A A A A zzρϕρψρρρϕ∂∂∂∂∇⋅=++=∂∂∂∂and()222211z zA z e e e z z z z e e e zzzρϕρϕψψψψρρϕψψψρρϕ∂⎛⎫∇∇⋅=∇ ⎪∂⎝⎭∂∂∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭∂∂∂=++∂∂∂∂∂and()1111zzz A A A A A A A e e e z z e e ϕϕρρρϕρϕρρϕρρρρϕψψρϕρ⎛⎫∂⎛⎫⎛⎫∂∂∂∂∂ ⎪∇⨯=-+-+-⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭∂∂=-∂∂then the EM field becomes()()222222222222211ˆˆ111ˆˆ11ˆˆˆ11ˆz z z z E zA Ayz e e e e y z z z e e e zy y z z z e e e k y z z z ρϕρϕρϕμμψψψψμμρρϕψψψμρρϕψψψμρρϕ=-+∇∇⋅⎛⎫∂∂∂=-+++ ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭⎡⎤⎛⎫∂∂∂=++-⎢⎥ ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭⎣⎦⎡⎤⎛⎫∂∂∂=+++⎢⎥ ⎪∂∂∂∂∂⎝⎭⎣⎦and111H Ae e ρϕμψψμρϕρ=∇⨯⎛⎫∂∂=- ⎪∂∂⎝⎭● The EM field components become222221ˆ1ˆ1ˆz E y z E yz E k y z ρϕψμρψμϕψμ∂=∂∂∂=∂∂⎛⎫∂=+ ⎪∂⎝⎭110zH H H ρϕψμρϕψμρ∂=∂∂=-∂=E. TE to z wave● As discussed earlier, a TE to z wave can be constructed by potentialsz F e ψ=andA =so that the EM field becomes11ˆ1E F AyFεμε=-∇⨯+∇⨯∇⨯=-∇⨯and()11ˆ11ˆˆH A FzyF Fz μεεε=∇⨯+∇⨯∇⨯=-+∇∇⋅By using the following aforementioned duality relationships:E lectricSources M agneticSources⇔E H ⇔ H E⇔- J M⇔ A F ⇔()()ˆˆy z ωω⇔ ()()ˆˆzyωω⇔k k⇔ 1ηη⇔ μεεμ⇔⇔the TE to z wave field components can be found as follows:TM to z wave TE to z wave222221ˆ1ˆ1ˆz E yz E yz E k y z ρϕψμρψμϕψμ∂=∂∂∂=∂∂⎛⎫∂=+ ⎪∂⎝⎭222221ˆ1ˆ1ˆzH zz H z z Hk z z ρϕψερψεϕψε∂=∂∂∂=∂∂⎛⎫∂=+ ⎪∂⎝⎭110zH H H ρϕψμρϕψμρ∂=∂∂=-∂=110zE E E ρϕψερϕψερ∂=-∂∂=∂=。