关于空腔导体内外表面电荷分布的问题
空腔导体内有电荷(随机位置),那么这个空腔导体内表面电荷分布是不均匀的,但外表面电荷分布是均匀的.
向高手请教一下这个结论该怎么证明.
人气:165 ℃ 时间:2020-01-28 02:16:38
解答
题目有问题.电荷在外表面的分布也是不均匀的,除非该导体的外表面是个圆球.呵呵,其实就算外表均匀,也要看导体外部是否存在电场。如果导体外部有电场,则外表面电荷的分布还是不均匀的,还是会因为导体外部的电场变化而变化。至于证明,需要用到拉普拉斯方程的解的存在性及唯一性原理。这个玩意写起来需要很长的篇幅,在这里我就不具体证明了。简单地说,圆球外面的电势V需要满足拉普拉斯方程▽^2V=0,边界条件为在无穷处为0,在导体表面为一由球体表面的电量Q决定的常数。很显然,表面均匀分布着电荷的球体所产生的电势是这个方程的解,因此根据解的唯一性原理,这个就是球体表面的唯一可能的电荷分布,不论球体内部是什么东西。
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