22.11
Пусть стержень длины L имеет равномерную плотность линейного заряда, λ. Каково электрическое поле на перпендикулярном расстоянии d от его середины? Это векторный интеграл электрического поля, обусловленный бесконечно малыми линейными элементами.
Выберите начало координат в средней точке удилища. Рассмотрим электрическое поле, возникающее из-за линейного элемента в точке x вдоль стержня, который имеет зеркальный элемент в точке -x. X-компоненты их полей в точке P точно отменяют. Поскольку это справедливо для каждой пары, результирующее поле располагается перпендикулярно стержню.
Перпендикулярные компоненты каждой пары усиливают друг друга. Поскольку они имеют одинаковую величину, результирующее поле в два раза больше интеграла по половине стержня, который зависит от его полного заряда q, L и d.
На больших расстояниях выражение сводится к полю точечного заряда, указывая на то, что линейный элемент слишком мал для того, чтобы его распределение было значимым.
На малых расстояниях выражение уменьшается до значения, которое обратно пропорционально расстоянию.
В физике симметрия в системе означает, что что-то в рассматриваемой системе остаётся неизменным из-за определённой операции, которой она подвергается.…
© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.