שיטת מטעני דמות – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
←‏מטען נקודתי לצד קליפה כדורית מוליכה מוארקת: רווח אחרי פסיק, replaced: ר,כ ← ר, כ
שיניתי את וקטור המיקום של Q כך שייקרא r_Q ולא r_q, בנוסף לפי ויקיפדיה האנגלית ומצגות אחרות באינטרנט המטען הכולל על הקליפה המבודדת שווה בדיוק למטען שבתוך הקליפה
שורה 19:
 
=== מטען נקודתי לצד קליפה כדורית מוליכה מוארקת ===
כעת נניח כי קיים מטען נקודתי <math>\ q</math> לצד כדור מוליך ומוארק שרדיוסו R ושמרכזו בראשית הצירים. כן נניח כי מיקום המטען הנקודתי הוא <math>\ r_q=(d,0,0)</math>. כמו בבעיה הקודמת, הפוטנציאל על הכדור הוא 0 ובתוכו לא נמצאים מטענים, ולכן הפוטנציאל מתאפס לכל r שקטן מ-R. כעת נתעניין בפוטנציאל מחוץ לכדור. נחפש תצורת מטענים חלופית, שבה הכדור המוליך מוחלף במטען נקודתי <math>\ Q</math> ומיקומו <math>\ r'_q_Q=(D,0,0)</math> (מטעמי סימטריה), ואשר תאפס את הפוטנציאל על משטח כדורי ברדיוס R. הפוטנציאל הכולל ייכתב כסופרפוזיציה של שני המטענים:
:<math>\ \Phi(x,y,z)=\frac{q}{\sqrt{(x-d)^2+y^2+z^2}}+\frac{Q}{\sqrt{(x-D)^2+y^2+z^2}}=0</math>
כן מתקיים עבור <math>\ r=R</math>:
שורה 32:
:<math>\ \Phi=\frac{1}{4 \pi \epsilon_0} \left(\frac{q}{|r-(d,0,0)|} + \frac{Q}{|r-(D,0,0)|}\right)</math>
 
גם כאן מציאת הפוטנציאל במרחב מאפשרת למצוא את השדה בכל מקום, את צפיפות המטען המשטחית המושרית על הכדור, את המטען הכולל על הכדור (<math>-qQ</math>) וכדומה. פתרון זה הוא הבסיס למספר בעיות דומות בעלות תנאי שפה שונים במקצת, בהן הקליפה המוליכה המוארקת מוחלפת בקליפה מוליכה שאינה מוארקת, כלומר כזו שהפוטנציאל או המטען הכולל עליה ידועים. בבעיות מסוג זה, יש להוסיף מטען דמות '''נוסף''' במרכז הקליפה הכדורית. הסיבה לכך היא שהמטען המקורי ומטען הדמות הראשון מאפסים יחד את הפוטנציאל על הקליפה. כעת יש להסיט את הפוטנציאל על הקליפה (בכל הקליפה) בקבוע (זוהי ההשפעה של מטען או פוטנציאל שאינו אפס), ולשם כך בדיוק נועד מטען הדמות השני.
 
== ראו גם ==