点电荷存在区域外任1点,散度都是0,但场强都不是0,请细心体会这1点,相反在点电荷存在地哪1点,场强是无穷大

假设在1个无穷大地空间充满密度为p地电荷,此时p=div E么??E地大小和方向怎么?根据对称性E应当没有方向即E(x,y,z)=0,但是div E=0,这样地体系p=divE还成立么??



2楼
admin发表于 2010.11.29 14:23:33

假设在1个无穷大地空间充满密度为p地电荷 <- 不可能。
为啥不可能呢?多谢!
某些理论拓展到无穷级时是不正确地,比如无限大均匀磁场,当磁场均匀增大或减小时还是不是有漩涡电场?根据对称性知道是不可能有漩涡场地,因为没有中心
回复:4楼

哪你也同意拓展到无穷E=0?
回复:1楼
>>假设在1个无穷大地空间充满密度为p地电荷,此时p=div E么??
答:对。p/epsilo = div E
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>>E地大小和方向怎么?根据对称性E应当没有方向即E(x,y,z)=0,但是div E=0,这样地体系p=divE还成立么??
答:但该难题无解。因为边界条件提得不合理。
偶相信非常多同学都想过这个难题。
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例如微分方程
y"+y=1 满足边界条件 y(x=0)=0 和 y(x=pi)=0 地解是不存在地。
方程通解是: y=Acos(x)+Bsin(x)+1
由两个边界条件得到: A+1=0, -A+1=0。
无论A取啥值,A+1=0 和 -A+1=0 都不能同时满足。所以无解。

回复:3楼
通常情况下,偶们自然要遵守1些约定俗成地习惯,不能您想如何来就如何来!有地情况偶们物理上并不关心它,或者习惯性地认为不可能,这没有啥为啥,诸位都不取这样情况进行研究,你就别去管它了!
散度为0,场强可以不为0,最简单地例子就是在点电荷存在区域外任1点,散度都是0,但场强都不是0,请细心体会这1点,相反在点电荷存在地哪1点,场强是无穷大,当散度是1个确定值。
回复:6楼
你地意思是E地值是不确定地?还是这种体系不可能存在?
回复:8楼
但是点电荷向周围场强大小就会衰减所以散度オ有值,对于偶说地情况应当怎么样理解呢?关键在于E是处处为零么??
第1,均匀地电荷密度本身是不存在地,在1定地尺度上,它总会表现出不均匀。请记住电荷是离散地。
第二,无穷大空间分布地均匀电荷也是不存在地。你用啥力来平衡这些电荷之间地静电力呢?
6楼地说地非常有道理,这样地情况下不存在E地解,因此这种情形是不成立地!
此外,偶觉得无穷大带电体是不存在地!事实上宇宙中总电荷是有限地,宇宙地空间也是有限地,怎么有无穷大均匀带电体?所以你这个假设本身就没有任何意义!
诸位都说这样地物理体系不可能存在,但是貌似没有人说这样场强E=无穷?只有teamark提到了1下,点电荷中心地场强是无穷但是没有方向。
接下来偶想问地是Zeeliger疑难中提到地引力场是无穷么??
为啥这个体系就没人推导出1个E是无穷地结果?
疑惑中!!!!!!!
lz前提认为因为电荷均匀分布,所以场强没有方向。难题是电荷不可能均匀分布(因为它是离散地),所以lz地前提不存在。
但是貌似没有人说这样场强E=无穷,有点意思,当然非常难理解!
总而言之,在你设定地物理情景中,假如空间中总地电荷量是无穷大,哪势必造成不可积分出有意义地结果地场强,非常多其他物理量如能量等也跟着变成发散地,这当然是没有办法讨论地。
回复:13楼
在这等着偶们呢?好口巴,地确有无穷地意思,当然无穷根本没法研究阿!
回复:16楼

偶想得到这种体系不可能存在,而不是没有办法研究!
回复:17楼

偶想知道如何证明是无穷!假如是无穷如何考虑对称性!
能量发散,场强发散,啥都发散,哪不自然意味着不可能存在么??
发散地结果从物理意义上讲1般都是不能存在地,现实中确实也没找到。既然从理论上和实际上都有了,你还想要啥样地证据证明它“不存在”呢?
你可能会说,点电荷模型会造成中心场强地发散。
但是你别忘了,点电荷说到底也只是个理想地模型,偶们由它能得出具有物理意义地结果,其中心场强发散并不会影响到实际难题地解决,所以点电荷模型是可行地,还,尽管如此偶们也不能说“点电荷是存在地”,它只是模型。
而你假设地这种情景,不管偶们关心啥,都得不出具有物理意义地结果,所以它甚至连模型都够不上,自然它地存在也就没有意义,偶们就认为它不存在就行了。
回复:20楼
偶理解力有些差,你能给个明确地证明E地发散性么??还根据对称性E=0不成立么??
从数学上说,这种情况地电荷分布(或无穷大匀强磁场)下,Maxwell方程组没有唯1解,所以假如以麦氏方程为第1原理,则对称性分析失效。反过来说,物理上对称性原理似乎比麦氏方程更为基本,所以只能说明在物理上这种电荷分布不合理。
回复:19楼
在某个点随便做1个面!分成两半,这两半在这个点产生地场强都是无穷!你可以用库仑定律积分,发现是无穷性不可积!
感谢诸位,不厌其烦地指教!
忽然觉得对称性分析也许不对,这就像x+2-(x+1)=1不=0(x->无穷)。所以对于这样地体系(假设球对称)必然存在1个中心,在这里E=0.所以不存在疑难,这样地体系虽然不存在但是不会是不可能存在,牛顿力学也就不存在疑难难题了。

回复:26楼
偶觉得,任何点都可以当做中点这个假设有毛病!偶也可以说任何点都可以不当做中点,这个是矛盾地!
空间要是全是真空,哪也是对称地,当然讨论这种平庸情况没有任何意义。。。
这种情况地发散不是无限发散。而是没有确定地收敛值。换句话说,从不同地路径趋向同1个点(在这里是无穷远点),收敛地结果是不同地。所以,你地难题属于理论中地1个奇点,在奇点附近理论失效,必须代之以新地理论,或者世界老是避免这样地前提。
举个例子,你地条件可以从1个均匀带电球体等电荷密度让半径趋于无穷得到。假如观测点位于球体中心,则自始至终没有电场。假如观测点位于偏离中心处,则收敛于1个有电场地值。这两种情况达到了相同效果——观测点周围地全宇宙弥漫了均匀电荷,却达到了不同地极限值,因此是发散地,这1点是理论中地奇点,讨论之没有意义。
好口巴,看来诸位还都认为无穷空间处处都是等价地。哪这样还真就矛盾了。
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