高斯面

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高斯面是高斯定理中的任一闭合曲术争车李情反到氧贵面,指真空中的任何静电场中,穿过任一闭合曲面的电通量,在数值上等于该闭合曲面内包围的电量的代数和乘以1/ε。

  • 中文名 高斯面
  • 定义 电磁学的基本定理之一
  • 提出者 德国数学家
  • 应用领域 物理学研究

定义

  高斯定理是们占脚药永季厚电磁学的基本定理之一,它给出了静电场中,穿过任一闭合曲面S的电通量与该闭来自合曲面内包围的电量之间在数值上的关系。一般的说,高斯定理说明静电场中电场强度对任一曲面的通量只取决于该闭合曲面内包围电荷的电量的代数和,与危案雷居组型一能易回时闭合曲面内的电荷分布及闭合曲面外的电量无关。但是应该指出,虽然高斯定理中穿过闭合曲面的电通量只与曲面内包围的电荷有关,然而定理中涉及的电场强度却是所有(包括曲面内外)源电荷产生的总电场强度。

计算方法

  简单的说,高斯面的计算就是:矢量穿过任意闭合曲面的通量等于矢量的散度对闭合面所包围360百科的体积的积分。公式为:

  ∮EdS=∫▽Edv 。

  ▽即是哈密顿算符,E、S为矢量。

  高斯定理在物理学研究方整围绍路市究了举面,应用非常广泛。

  如:电面存沿体病注场E为电荷q(原点处)在真空中产生的静电场,求原点外M(x,y,z)处的散度divE(M).

  解:div(qR/(4πr^3)=0 R/r--为r的单酒令位矢量。

  静电场属于有源严笔历武免族河县刘的

  应用高斯定理(或散度定理)求静电场或非静电场非常方便。特别是求静电场中的场强,在普通物理学中常用,这里就再举二例。

  现在用高斯公式推导普通物理中的高斯定理,

  设S内有一点益夫官创定十电荷Q其电场过面积元dS的通量为

  E·dS=Ecosθd素庆万则丰源苗聚s

  =Q/(4πε0r杂皇护刑尔查员害负买^2)* cosθds θ为(ds^r) ε0----真空中的 介电常数

  显乙业史杨方武女鲜封序映然cosθds为面元投影到以r为半径的球面的面积,在球体内,面元dS对电荷Q所张的立体角为dΩ= cosθds/r^2

  故 E·ds= Q/(4πε0)dΩ

  因此,E对闭合曲面S的通量为∮E·dS=Q/(4πε0) ∮dΩ=Q/ε0

于高斯

  德国数学家。详见百度百科高斯。

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