Electrostatic 2

2021-09-23

Maxwell’s equation

Gauss’s Law

Charge <-> Electric field Flux

一个体积内的电荷 vs 这个体积表面的通量

$$ \nabla \cdot E = \frac{\rho}{\epsilon_0} $$
  • 点电荷 $$ \rho = Q \delta(r) $$
$$ \int_V (\nabla \cdot E) dV = \int_S E \cdot dS = \int_V \frac{\rho}{\epsilon_0} dV = \frac{Q}{\epsilon_0} $$

???

$$ \int_S E \cdot dS = \int_V \frac{\rho}{\epsilon_0} dV $$$$ LS= E \cdot R^2 dr d\theta $$

$$ RS = \int \frac{Q \delta(r)}{\epsilon_0} dV $$


$$ dq = \ldots $$


Q1. Find the electric potential distribution due to a sphere, a cylinder, and a film with uniform charge density $\rho$

  1. sphere $$ \int E \cdot dS = \frac{q}{\epsilon_0} $$
$$ \int E dS = E \int r^2 d\Omega $$
  • 球外 $$ \frac{q}{\epsilon_0}=\frac{\frac{4}{3}\pi R^3 \rho}{\epsilon_0} $$
  • 球内 $$ \frac{q}{\epsilon_0}=\frac{\frac{4}{3}\pi r^3 \rho}{\epsilon_0} $$

球壳,外面的电荷:

  1. 外面不会有 非径向,旋度
  2. 径向 积分为0

非均匀的带电体,内部画个圆的圆面上的$\int E dS$,$E$ 提不出来

  1. cylinder
  2. film ….

Surface Charges and Discontinuous

$$ \hat{n} \times (E_{+}-E_-) = 0 $$$$ E_+ = E_{||} + E_{\perp} $$

means: $E_{||}$ 在表面是0

Electrostatic Equilibrium

Can we have a stable electrostatic system by only using a set of charges?

Argument:

electrostatic_equilibrium.svg

背景场产生的电场指向中心,使得稳定,所以圈内有电荷,矛盾

Thompson, Putting

  1. 静电荷不能稳定
  2. 电子动要辐射

所以就说负电荷粘在一个正电荷的 pudding,至于正电荷如何稳定不管

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