- •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 полемточечного 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 соотношениепозволяют получить следующее:
- уравнение Пуассона, где - лапласиан или оператор Лапласа.
Если между проводниками нет зарядов, т.е. , то уравнение Пуассона переходит в более простоеи 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