作者mantour (朱子)
看板Physics
標題Re: [請益] 電磁學一問
時間Thu Nov 27 22:50:58 2008
※ 引述《larrio (︠)》之銘言:
: 假設無限大真空空間中只有充滿固定而且均勻分布的電荷:
: (1) ▽ . D = ρ= constant
: (2) ▽ × E = 0
: 以這個為基礎求電場。
: 可以想像 E = 0,
: 但這樣帶入(1)無法滿足。
: 請問錯誤發生在哪邊?
滿足(1)和(2)的解有無限多種
隨便舉一個:
→ → → →
E = ρ/[ε(a+b+c)] * (ax i + by j + cz k )
a,b,c可以是任意實數 (a+b+c≠0)
之前上課的老師是說這個問題出在當無窮遠處都有電荷的時候,
無窮遠處的「邊界」的形狀就會影響算出來的電場
比如說:
一個均勻帶電球體的電場是
→
→ ρ/3ε r , r<=R
E = { →
ρR^2/3εr^3 r , r>R
令上式中R->∞的話,就得到上面a=b=c=1時的解
但是如果你取一個均勻的無限長帶電柱體,再令半徑->∞,
就會得到a=b=1 , c=0
所以如果要限定只得到a=b=c=1的解的話,就要加上一個空間各向同性的條件
不過有趣的是上面的解都顯示這個空間是有一個「中心」的
所以只有在中心點,四面八方的電場才會互相抵消
但是如果認為空間每一點都可以當作中心的話(好像也沒什麼錯),
那就會像原po的推論一樣每個點四面八方的電場互相抵消,E=0
但是這樣又不滿足方程式(1)
不知道有沒有什麼好的解釋呢?
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◆ From: 140.112.213.158
1F:推 waytin:所以這要看無限大的邊界的形狀是嗎? 11/27 23:06
2F:→ waytin:感覺題目給的資訊不夠完整 11/27 23:07
3F:→ Naturalist:應該說 E約等於0 ,不過因為積分的體積為無窮大,所以(1) 11/28 00:43
4F:→ Naturalist:式的積分式滿足 11/28 00:44