数学
- 梯度算符:∇=∂x∂x^+∂y∂y^+∂z∂z^
球坐标下梯度算符:∇=∂r∂r^+r1∂θ∂+rsinθ1∂ϕ∂ϕ^
梯度算符就相当于一个矢量,直角坐标的形式必须记住,球坐标可以记,考试记不住球坐标,换成直角坐标暴力求导不会扣分
- 梯度算符作用于标量:
散度(梯度算符与矢量的内积):
旋度(梯度算符与矢量的叉乘):
并(梯度算符与矢量的叉乘):
拉普拉斯算子∇2
注意顺序,符号含义,你可以计算任意的东西!
球面:r=R
圆柱侧面: ρ=R
圆柱底面:
积分:
可以直接展开,但也建议小量展开一般往几种模板上展开:sin(x),cos(x),ex,ln(1+x),(1+x)a1这通常需要把一些部分进行换元(例如作业1.17)需要对1+x2−2xcosθ1做展开,这里x<<1是小量,当x→0时(x2−2xcosθ)→0,对(x2−2xcosθ)整体先展开,展开到需要的阶数,注意由于是对(x2−2xcosθ)展开,一阶项也会包含二阶项,因此计算二阶项时不要漏了。
库仑定律
- 点电荷q1对点电荷q2的力F=4πϵ01r122q1q2r^12
- 点电荷q在r处的电场强度E=4πϵ1r2qr^
- 体电荷系统,面电荷系统,线电荷系统:
只求空间中一个比较特殊的点(这个点和电荷分布一起具有某种特殊性时)的电场时,用这几个式子,习题1.5,1.6(由于1.6相当于求x方向电场,求AC上的电势再对x求导也行,注意因为只求AC上的电势,你取了y=0,最后的电势中不含有y了,这不代表没有y方向电场,如果要求y方向电场,你就要任取(x,y),求该店的电势,对y求导得到y方向电场。最经典的例子就是1.7,先求电势再求电场会很麻烦
静电场的基本性质
- 高斯定理:微分形式:∇⋅E(r)=ρe(r)/ϵ0 积分形式:
- 静电场无旋:微分形式:∇×E(r)=0 积分形式:
- 无旋告诉我们,一定存在一个标量函数ϕ(r) ,E(r)=−∇ϕ(r)
要求空间任意一点电场时,先求电势,再对电势求梯度得电场(习题1.21,1.17,1.18),体系对称(均匀分布球壳,无限长柱,无限大平板,用高斯定理(积分形式))高斯定理,高斯定理一定是先得到电场,对电场沿一条路径积分得到电势。