
- •Лекция 4
- •3.Теорема Гаусса Теорема Гаусса (сформулирована для электростатического поля в 1830г.)
- •3.1. Поток вектора через поверхность.
- •Замечания.
- •3.2. Теорема Гаусса в интегральной форме.
- •3.3. Локальная (дифференциальная) форма теоремы Гаусса.
- •Замечание
- •3.4. Дивергенция поля в декартовой системе координат.
- •3.5. Примеры (задача на применение теоремы Гаусса).
- •Другие примеры см. Орокс Тема 2 « Теорема Гаусса», «Примеры решения задач» №2.1-2.14 Например, 2.6.Электрическое поле заряженной плоскости и т.Д.
- •Все разобрать!!!
- •Вычисление по известному потенциала
- •3.8. Уравнения Пуассона (1812 г) и Лапласа (1782 г).
- •Сводка формул к Лекции 3
Другие примеры см. Орокс Тема 2 « Теорема Гаусса», «Примеры решения задач» №2.1-2.14 Например, 2.6.Электрическое поле заряженной плоскости и т.Д.
Все разобрать!!!
(Задачи «минимума»- примеры из лекций 1,2, ОРОКС -Тема 1 -№ 1.5, 1.8, 1.9, 1.13 Тема 2 №2.2, 2.3, 2.6, 2.9, 2.10-2.14)
Вычисление по известному потенциала
2. Пример
Сфера,
однородно заряженная по поверхности.
Поскольку
поле
вне
сферы совпадает с полем
точечного
заряда, то поле потенциала
вне
сферы также совпадает с полем потенциала
точечного заряда (7). Внутри же сферы
напряженность
равна
нулю, поэтому на основании определения
(3) поле
внутри
сферы однородно и в силу непрерывности
потенциала равно значению
на
ее поверхности:
3Пример. Шар, однородно заряженный по объему. Как и в случае заряженной сферы, поле вне шара совпадает с полем потенциала точечного заряда (7). Для точек внутри шара
Выбирая путь
интегрирования вдоль луча, соединяющего
точку наблюдения и центр шара, и используя
для поля
внутри
шара представление в виде
,найдем
Поэтому в центре шара имеем
На рис.4в условном
масштабе изображены графики зависимости
модуля вектора
и
потенциала
от
расстояния r
до точки
наблюдения для трех рассмотренных
примеров: точечного заряда, однородно
по поверхности заряженной сферы и
однородно по объему заряженного шара.
а)
б)
в)
Рис.4. График
зависимости модуля вектора
и
потенциала
от
расстояния r до точки наблюдения для
точечного заряда (а), сферы, заряженной
однородно по поверхности(б), и шара,
заряженного однородно по объему (в).
Рисунки, размещенные слева, изображают
зависимость Е(r), а рисунки справа -
зависимость
3.8. Уравнения Пуассона (1812 г) и Лапласа (1782 г).
Теорема Гаусса в
дифференциальной форме
и дифференциальное соотношение
позволяют
получить следующее:
-
уравнение Пуассона, где
- лапласиан или оператор Лапласа.
Если между
проводниками нет зарядов, т.е.
,
то уравнение Пуассона переходит в более
простое
и называется - уравнением Лапласа.
Решения уравнений Пуассона и Лапласа единственны при данных граничных условиях.
Пример.
(Иродов 3.49)В
некоторой области пространства потенциал
зависит только от координаты x
как
.
Найти распределение объемного заряда
,
отсюда
.
Сводка формул к Лекции 3