关于静电场中场强与等位面曲率的关系

关于静电场中任一等位面上电场强度的数值与等位面曲率的关系,已有若干学者进行了深入的讨论,得出了有益的结论[1,2].但所得的关系是否可以用来计算电场强度,使之显含相应的等位面曲率[3],却是值得探讨的.本文对此提出一点看法. 一、电场沿电力线变率的微分方程 文献[2]引用高斯通量定理导出了静电场中等位面的曲率与场强沿电力线方向变率之间的关系,在此我们从静电场中贮能的概念重新导出此式. 在静电场中任取一电力线管构成侧面,以等位面构成其上下底的微分体积元,其中电场可等效于一平板电容器,如图1所示.一方面可将其中所贮的电能表示为…     

基于MATLAB的点电荷系电场分布的用户图形界面设计

电场强度与电势是描述静电场性质的重要物理量,利用电场线与等势面可以形象地描述静电场的分布,对其进行数值计算和模拟显示,可以使教学内容更加直观,提高教学效率.本文利用MATLAB编程和MATLAB的GUIDE开发了点电荷系所形成的电场场强分布及电势分布的用户图形界面(GUI),实现了二维平面内任意点电荷系电场的电场线和等势面分布的可视化,并可以方便地调整电荷数目、电量及位置并实时显示,在教学中能起到很好的演示作用.     

静电场及电荷运动的VPython可视化模拟

本文基于库仑定律和场强叠加原理,利用计算机软件VPython模拟不同电荷分布的静电场,并利用Plotly软件分析各点电场强度大小;研究了点电荷和电偶极子在静电场中的运动轨迹及其能量特征,实时三维可视化电偶极子的运动过程,并探究其运动规律.教学实践表明:基于VPython和Plotly的静电场及电荷运动可视化模拟,能使学生更好地理解和灵活运用静电学相关知识,是对传统物理教学的有益补充.     

赵凯华、陈熙谋编《电磁学》自学考试指导提纲

第一章　　静电场1.1电场强度和静电基本规律: 了解静电基本现象,掌握电场强度概念和静电基本规律:库仑定律和场强叠加原理,并能用之计算已知电荷分布的场强(ξ1和ξ2). ξ1思考题1,习题4,8;ξ2思考题2,习题5,6,12,13,16.1.2高斯定理: 掌握电通量概念;准确理解和掌握高斯定理;并能根据高斯定理计算电荷对称分布时的场强(ξ3). ξ3思考题3,5,7,9;习题3,5,6,8,12.1.3静电场的环路定理: 理解静电场力的功与路径无关;掌握静电场的环路定理和电位概念,并能正确地用场强积分和电位叠加两种方法计算带电系统的电位分布;正确理解电位梯度概念,并能用…     

基于MATLAB的静电场模拟

在静电场中引入电位和电场强度后,通过等电位线图和场强分布图可以具体的描述静电场这种抽象的物质场。传统的静电场模拟实验直观地展现出了静电场的分布从而形象地描述了静电场,由于这种方法属于类比模拟,所以存在一定的缺陷(比如不直接,不能描述立体规律等等)。随着计算机技术的发展,利用计算机技术来模拟静电场等物质场逐渐成为趋势。通过借鉴大量资料简要地介绍了如何利用计算机模拟静电场,如何利用MATLAB软件模拟静电场的问题。     

球面电磁波斜入射建筑物内场的数值分析

为了分析窄带电磁脉冲源近、远场辐照大型建筑物内部空间电磁场分布特点,采用时域有限差分方法,对比分析平面波、球面波场源正面斜入射多层多单元建筑物的计算结果,并较为全面地分析了各房间各水平面中心电场强度幅值、各层各水平面电场强度最大值分布情况。建筑物各层相对应高度面上场强分布近似,在电磁波传播方向上窗户房间内部区域场强较强,两种波场源入射结果基本一致;在其余区域场强较弱,特别是在较大空间内的区域,球面波场源入射下场强相对更弱。其中通过与待模拟建筑物外形相紧凑性匹配的球面波场源构建,模拟仿真了窄带球面电磁波在真空空间的辐射传播,计算结果验证所构建球面波近场源准确可行。     

利用叠加原理计算对称分布静电场场强

1 引言 工科物理中,求静电场场强通常有三种方法:场强叠加原理;高斯定理;利用场强与电势梯度关系.对电荷分布具有对称性特点的静电场,高斯定理是解决这类问题的首选.但是,其中有很多问题用叠加原理也不复杂.现举两个例子.     

用B-样条函数研究静电场中锂原子里德伯态的性质

用B-样条函数展开方法，结合原子的单电子势模型研究了静电场中锂原子里德伯态的性质. 所得到的Stark能级图、反交叉位置、反交叉宽度以及振子强度与已有的实验和其他理论结果符合得很好. 表明该方法是一种有效的研究静电场中碱金属原子性质的方法. 最后，在数值上研究了锂原子里德伯态振子强度谱随静电场场强的演化特征.     

静电场中的几个物理公式与其物理模型

在学习大学物理的静电场章节时,由于场比较抽象,所以对几种带电体激发的场,其电场强度公式的适用条件大都比较模糊,文中就静电场中的几个电场强度公式的适用条件及其所对应的物理模型进行了讨论.     

用B-样条函数研究静电场中锂原子里德伯态的性质

用B-样条函数展开方法,结合原子的单电子势模型研究了静电场中锂原子里德伯态的性质. 所得到的Stark能级图、反交叉位置、反交叉宽度以及振子强度与已有的实验和其他理论结果符合得很好. 表明该方法是一种有效的研究静电场中碱金属原子性质的方法. 最后,在数值上研究了锂原子里德伯态振子强度谱随静电场场强的演化特征. 关键词： B-样条函数 振子强度 反交叉位置 反交叉宽度     

静电场和稳恒电流磁场诸定律的统一性浅探

从点电荷的场强公式出发，根据狭义相对论中场强张量的变换，推导出了静电场和稳恒电流磁场的诸定律，使学生对电场和磁场的统一性有了更为深刻的认识．     

一类二维时变磁场激发涡旋电场的静电场类比计算

通过二维涡旋电场与二维静电场分布的比较，求解椭圆柱区域磁场随时间变化所激励的涡旋电场的场强转变为求解电场的势，从而使问题简化。     

静电放电电磁场与金属腔体孔缝耦合的数值研究

 用时域有限差分方法研究了静电放电火化产生的电磁场在其近场区域与带孔缝金属腔体的耦合问题，基于修正的静电放电火化偶极子模型和脉冲函数放电电流解析表达式，建立了耦合数值模型，经过计算分析表明，腔体内孔缝周围分布着比较强的静电感应场，而耦合进腔体的瞬变场可以使腔体发生TE₁₀₁模为主的腔体谐振，但谐振幅度不大。     

模拟法测静电场实验探讨

本文对模拟法测静电场进行了较详细的探讨，并指出任一点电力线密度与该点场强大小成正比。     

对超热电子诱生的磁场分布的估算

利用简化模型估算了电荷分离场及由超热电子逃逸在等离子体表面产生的自生磁场的大小和空间分布.受电荷分离场的影响以及超热电子逃逸数的限制,超热电子产生的环形磁场主要分布于等离子体表面附近的焦斑半径内,仅当超热电子束流很强时(在1μm半径截面内达到kA量级),环形磁场才可以达到10²T量级.一般情况下,由超热电子产生的磁场则极小 关键词： 磁场 超热电子     

Electric field and the charge distribution on the surface of an insulator in a vacuum

The free charge steady-state distribution over the insulator surface that arises in a strong electric field in a vacuum can be found by solving the boundary-value problem for the electrostatic field strength if the angle between the field vector and vacuum-insulator interface is given. A general solution to this boundary-value problem is derived for the case of an in-plane field and rectilinear interfaces. Laws of charge and field formation that follow from the solution obtained are considered. Formulas for the electric field strength and charge density in terms of elementary functions are obtained for a number of particular cases. Power-type expressions for the electric field and a critical angle between the electrode and insulator surface that describe the field behavior and charge distribution near the vacuum-insulator-electrode contact are derived.     

均匀带电圆环片的空间静电场分布

利用1/︱r-r′︱的柱函数展开式及贝塞尔函数的性质,计算出均匀带电圆环片在空间产生的电势及场强,并对结果进行讨论;指出当所研究的问题具有轴对称性时,利用柱函数展开式能更方便地分析其形成的空间静电场,其求法对柱体、螺线管等形成的电磁场同样适用.     

均匀带电细圆环电场的级数解

根据点电荷场强公式和电场叠加原理,导出了均匀带电细圆环电场的级数表达式,进而讨论了均匀带电细圆环平面内、中心轴线上和远区的电场.     

关于静电屏蔽上限的讨论

将导体壳放入外电场中,导体会在表面产生感应电荷,并达到静电平衡状态,导体壳腔内的电场处处为零,这就是静电屏蔽效应.然而,如果外电场极强,或者导体内部的自由电荷太少,以至于感应电场不能完全抵消外电场,则静电屏蔽效应将失效,这就是静电屏蔽的上限问题.本文从静电屏蔽的原理出发,将导体壳简化为一对平行金属平板的模型,定量的讨论了这一问题.通过计算我们发现,由于金属内存在大量的自由电子,在非极端问题中,宏观的导体装置都远远不会遇到静电屏蔽的上限问题.     

对超热电子诱生的磁场分布的估算

利用简化模型估算了电荷分离场及由超热电子逃逸在等离子体表面产生的自生磁场的大小和空间分布.受电荷分离场的影响以及超热电子逃逸数的限制,超热电子产生的环形磁场主要分布于等离子体表面附近的焦斑半径内,仅当超热电子束流很强时(在1μm半径截面内达到10³A量级),环形磁场才可以达到10²T量级.一般情况下,由超热电子产生的磁场极小. 关键词： 磁场 超热电子