对在 $P_0$ 及 $P_1$ 处分别置放 $-q$ 及 $+q$ 的点电荷所形成的电偶极子, 其偶极距 ${\bf m}=q{\bf l}$, ${\bf l}=\vec{P_0P_1}$. 试证明当 $l\to 0$, $q\to+\infty$, 但 $m=ql$ 保持不变时, 此偶极子产生的电场的电势为 $$\bex \phi(P)=-\cfrac{1}{4\pi\ve_0}{\bf m}\cdot\n_P\sex{\cfrac{1}{r_{P_0P}}}, \eex$$ 其中 $\n_P$ 表示关于 $P$ 点的梯度.

证明: $$\beex \bea \phi(P)&=\lim_{l\to0,q\to+\infty\atop m=ql\mbox{ 不变}} \sez{\cfrac{1}{4\pi\ve_0}\cfrac{-q}{r_{P_0P}} +\cfrac{1}{4\pi\ve_0}\cfrac{q}{r_{P_1P}}} =\cfrac{qr_{P_0P_1}}{4\pi\ve_0} \lim_{l\to0,q\to+\infty\atop m=ql\mbox{ 不变}} \cfrac{\cfrac{1}{r_{P_1P}}-\cfrac{1}{r_{P_0P}}}{r_{P_0P_1}}\\ &=\cfrac{qr_{P_0P_1}}{4\pi\ve_0}\cfrac{\p}{\p l}\sex{\cfrac{1}{r_{QP}}}|_{Q=P_0} =\cfrac{qr_{P_0P_1}}{4\pi\ve_0} \cfrac{{\bf l}}{l}\cdot\n_Q\sex{\cfrac{1}{r_{QP}}}|_{Q=P_0}\\ &=-\cfrac{1}{4\pi\ve_0} {\bf m}\cdot\n_P\sex{\cfrac{1}{r_{QP}}}|_{Q=P_0} =-\cfrac{1}{4\pi\ve_0}{\bf m}\cdot\n_P\sex{\cfrac{1}{r_{P_0P}}}. \eea \eeex$$

[物理学与PDEs]第1章习题4 偶极子的极限电势的更多相关文章

  1. [物理学与PDEs]第1章习题5 偶极子的电场强度

    试计算由习题 4 给出的电偶极子的所形成的电场的电场强度. 解答: $$\beex \bea {\bf E}(P)&=\cfrac{1}{4\pi\ve_0} \sez{\cfrac{-q}{ ...

  2. [物理学与PDEs]第1章习题9 磁偶极矩的极限矢势

    设在发现为 ${\bf n}$ 的平面上, 有一电流强度为 $I$ 的环形电流, 其方向与 ${\bf n}$ 成右手系. 又设该环形电流所围的面积为 $S_0$, 则 $$\bex {\bf m}= ...

  3. [物理学与PDEs]第1章习题3 常场强下电势的定解问题

    在一场强为 ${\bf E}_0$ (${\bf E}_0$ 为常向量) 的电场中, 置入一个半径为 $R$ 的导电球体, 试导出球外电势所满足的方程及相应的定解条件. 解答: 设导电球体为 $B_R ...

  4. [物理学与PDEs]第1章习题参考解答

    [物理学与PDEs]第1章习题1 无限长直线的电场强度与电势 [物理学与PDEs]第1章习题2 均匀带电球面的电场强度与电势 [物理学与PDEs]第1章习题3 常场强下电势的定解问题 [物理学与PDE ...

  5. [物理学与PDEs]第2章习题参考解答

    [物理学与PDEs]第2章习题1 无旋时的 Euler 方程 [物理学与PDEs]第2章习题2 质量力有势时的能量方程 [物理学与PDEs]第2章习题3 Laplace 方程的 Neumann 问题 ...

  6. [物理学与PDEs]第3章习题参考解答

    [物理学与PDEs]第3章习题1 只有一个非零分量的磁场 [物理学与PDEs]第3章习题2 仅受重力作用的定常不可压流理想流体沿沿流线的一个守恒量 [物理学与PDEs]第3章习题3电磁场的矢势在 Lo ...

  7. [物理学与PDEs]第4章习题参考解答

    [物理学与PDEs]第4章习题1 反应力学方程组形式的化约 - 动量方程与未燃流体质量平衡方程 [物理学与PDEs]第4章习题2 反应力学方程组形式的化约 - 能量守恒方程 [物理学与PDEs]第4章 ...

  8. [物理学与PDEs]第5章习题参考解答

    [物理学与PDEs]第5章习题1 矩阵的极分解 [物理学与PDEs]第5章习题2 Jacobian 的物质导数 [物理学与PDEs]第5章习题3 第二 Piola 应力张量的对称性 [物理学与PDEs ...

  9. [物理学与PDEs]第4章习题4 一维理想反应流体力学方程组的守恒律形式及其 R.H. 条件

    写出在忽略粘性与热传导性, 即设 $\mu=\mu'=\kappa=0$ 的情况, 在 Euler 坐标系下具守恒律形式的一维反应流动力学方程组. 由此求出在解的强间断线上应满足的 R.H. 条件 ( ...

随机推荐

  1. 【Teradata】扩容操作步骤

    第一章,前期准备(旧系统信息收集) 1.DBScontrol关键信息 DBSCONTROL系统参数是在节点上设置的,其参数直接关系到系统全局,需要慎重设置,新节点的关键参数要与生产库一致或者相容.主要 ...

  2. springboot mybatis搭建

    非常easy直接写,没有搭建成分 1.目录 2. @RestController public class UserController { @RequestMapping("/hello& ...

  3. Flink Event Time Processing and Watermarks(文末有翻译)

    If you are building a Realtime streaming application, Event Time processing is one of the features t ...

  4. 新建swap分区的规划、挂载和自动挂载示例

    注:来自Linux系统管理_磁盘分区和格式化的扩展 Linux系统管理_磁盘分区和格式化:http://murongqingqqq.blog.51cto.com/2902694/1361918 思路: ...

  5. 苹果手机连接Wifi认证机制

    Wifi状态保持方法和nas设备 https://patents.google.com/patent/CN106793171A/zh 基于ios终端的离线wifi热点认证方法和认证系统 https:/ ...

  6. cpu_ops、suspend_ops、arm_idle_driver以及machine_restart/machine_power_off到底层PSCI Firmware分析

    在内核中针对的cpu的操作,比如arm_cpuidle_init.arm_cpuidle_suspend.boot_secondary.secondary_start_kernel.op_cpu_di ...

  7. instanceof关键字的理解

    instanceof,两个单词组成,instance of,意为, "… 是 …的实例". 本身包含null值的判断.但是有不少人,先来个 obj != null,然后来个 obj ...

  8. final关键字总结

    参考文章[https://www.cnblogs.com/xrq730/p/4820296.html] 前言:在Java中final作为最常见的一个关键字,平常用到的地方也很多,接下来就来看看什么是f ...

  9. 企业nginx应用实例(功能拆分记录)

    一.默认访问协议强制跳转(http--->https) server { listen ; server_name dannylinux.top www.dannylinux.top; # re ...

  10. 尝试dapper和postgresql

    大多数地方和其他数据库(MySQL)没有什么不同.只有几点要注意: 1.PostgreSQL表名和字段是区分大小写的,大小写不对会说字段不存在 2.插入Json数据时,要在字符串后面加上::json ...