- 数学物理静电场
数学物理静电场包括以下几个部分:
1. 电场强度(Electric field strength):描述电荷在电场中受到的力与该点到电荷之间距离的关系。
2. 静电场(Static electric field):电荷之间相互作用所产生的电场。
3. 库仑定律(Coulomb's law):描述电荷之间相互作用力的规律。
4. 高斯定理(Gauss's law):描述静电场中电场强度与电荷之间的关系。
5. 电位函数(Potential function):描述电荷在电场中电位的变化。
6. 泊松方程(Poisson equation):描述电场中电位分布的方程。
7. 电容(Capacitor):两个带有等量异号电荷的导体平板之间的物理量,描述电容器储存电荷的能力。
8. 导体(Conductor)和绝缘体(Insulator):是描述物质在电场中导电性能的分类。
9. 静电屏蔽(Electrostatic shielding):描述屏蔽体内部不受外部电场影响的规律。
以上是数学物理静电场的一些基本概念,涵盖了静电场的基本性质、规律以及相关的数学方法。
相关例题:
题目:求半径为R的无限大平板电容器上的电荷分布。
解:
设平板电容器的电容为C,板间电场强度为E,板的一侧均匀分布着电荷密度为σ的电荷。
根据高斯定理,可以求出板上的电荷分布:
∫∫Dσ·ndS=E·2πRE=4kσR/ε0
其中,D为平板的边界,n为电荷面密度,ε0为真空电容率。
因此,在板中心处,电场强度为:
E=4kσRε0/2πR=kσR/πε0
其中,k为库仑定律中的常数。
总结:该无限大平板电容器上的电荷均匀分布在板的一侧,电荷密度为σ,板上的电场强度与电荷分布成正比。
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