电动力学电动力学二六电多极矩.pptxVIP

  1. 1、本文档共65页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
  5. 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
  6. 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们
  7. 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
  8. 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
电动力学电动力学二六电多极矩;第2页/共65页;;如果作为一级近似,且; 如果作二级近似,同理得到; ; 总之,移动一个点电荷到原点,对场点产生一个偶极子分布的误差;移动一个偶极子到原点,对场点产生一个电四极子分布的误差;移动一个电四极子到原点,对场点产生一个电八极子分布的误差;……。;2、点电荷系的多极展开式 假定V内都是点电荷分布,其中第k个点电荷qk 位于点A处,如图所示。 符合 R l 的条件,P点的电势为;因为 ; 其中 ;上面各个包含cosθ的因式就是勒让德多项式Pn(cosθ)。实际上,通过这个多极子的展开式,P点的电势可写为; 若区域V内电荷是连续分布的,且电势为; 在一元函数f (x)情况下,在原点x=0邻域的泰勒级数为: 如果在x=a 邻域展开,泰勒级数是: 对于三元函数f (x,y,z),在原点x=0, y=0, z=0邻域的泰勒??数是:;如果在 x = a , y = b , z = c点邻域展开,且展开式为;;点 变化,并把 在原点o 附近展开,且有;因为;令;故得到; ▲展开式的第二项: ▲展开式的第三项:; 综上所述,展开式表明:一个小区域内连续分布的电荷在远处激发的场等于一系列电多极矩在远处激发的场的迭加。 讨论: (1)如果带电体系的总电荷为零,计算电势时必须考虑电偶极子,只有对原点不对称的电荷分布才有电偶极矩;如果带电体系的总电荷为零,总电偶极矩也为零,计算电势时必须考虑电四极矩。只有对原点不是球对称的电荷分布才有电四极矩。;(2)对电四极矩 的进一步认识; ▲下面主要证明电四极矩 的9个分量,只有5个分 量是独立的:; ;并不改变其电势 的结果,但独立变量由6个变为5个,以后我们可以用 也可以用 来作为电四极矩张量i j 的分量形式。;分析:体系可看成小区域( R l ),体系对原点而言是不对称的,总电荷为零,故没有零级近似。故必须要考虑电偶极近似;但偶极矩不为零,即 则;;即; c) 半轴为a, b, c 椭球体内均匀带电,总电量为Q,求它相对于椭球中心的电偶极矩、电四极矩以及准确到二级近似时在远处的电势,并讨论旋转椭球(a=b)和球体(a=b=c)的情况。 ;故得体积元为;可见 r=1 所以,对于r 积分区域:r : 0→1. 即是说,这个变换是把半轴为a, b, c 的椭球变为单位球,于是积分区间为 该电荷系统电偶极矩各分量为; ;故 ,这说明均匀带电椭球相对于原点的偶极矩为零。;从而有 其中;故;同理:;另外:;至此,根据电势的表达式,即有;故;第41页/共65页;第42页/共65页;第43页/共65页;第44页/共65页;第45页/共65页;第46页/共65页;第47页/共65页;第48页/共65页;第49页/共65页;第50页/共65页; 设电荷系 建立的电势为 ,另一个电荷系 建立的电势为 , 分布于 , 分布于 总电荷分布为;第一、二项分别是 和 单独存在时的能量,常称为自作用能Wm ;第三项表示两电荷系间相互作用能Wi ,因此电荷体系在外电场中的能量为;交换积分次序,故得到;假设电荷系 分布的区域V 是外场中一个小区域,在其中外场的势 变化不大,取其中一点为坐标原点,则可对 在原点附近作泰勒级数展开:;若偶极矩平移 ,则从能量守恒得; 展开式的第三项: 表示把体系的电四极矩集中到原点时,一个电四极矩在外场中的能量,作为二级近似的结果。 综上所述,一个小区域内连续分布的电荷在外场中的能量等于一系列多极子在外场中的能量之和。;一个电偶极子在外场中的受力为;作业:补充题 在边长为a 的正方形的四个顶点分别放置电量为Q 的点电荷,相邻顶点的电荷符号相反,再在正方形的中心放置等量的+Q 的点电荷。设正方形的各边分别平行于x 轴和 y 轴,原点坐标在正方形的中心处。求该电荷体系在远处区域的电势?(精确到电四极矩产生的势);第二章 静电场;电动力学方法(分离变量法);形式的确定:其形式取决于源的形式;3、唯一性定理方法;;5、远处场的问题;感谢观看!

您可能关注的文档

文档评论(0)

kuailelaifenxian + 关注
官方认证
文档贡献者

该用户很懒,什么也没介绍

认证主体太仓市沙溪镇牛文库商务信息咨询服务部
IP属地上海
统一社会信用代码/组织机构代码
92320585MA1WRHUU8N

1亿VIP精品文档

相关文档