Электростатическая задача для двух дисков в R2R2\mathbb{R}^2 - как можно представить решение?

Электростатическую задачу Лапласа для внешности диска можно решить простым способом, используя разделение переменных. Предположим, у нас есть единичный диск Ом с плотностью заряда ф на границе. Тогда решение внешней задачи,

Δ в ( Икс ) "=" 0 Икс е р 2 Ом ¯ , в | Д ( Икс ) "=" ф ,
задается через разделение переменных как
в ( Икс ) "=" в ( р , θ ) "=" н "=" 0 р н ( а н потому что ( н θ ) + б н грех ( н θ ) ) ,
где
а н "=" 1 2 π 0 2 π ф ( θ ) потому что ( н θ ) г θ , б н "=" 1 2 π 0 2 π ф ( θ ) грех ( н θ ) г θ .
Но как насчет случая, когда у нас есть два диска? Ом 1 и Ом 2 , и мы хотим найти решение внешней задачи Лапласа для плотности заряда ф , с ф определяется на объединении дисков Д "=" Ом 1 Ом 2 ? Скажем, например, оба диска имеют радиус 1 и симметричны относительно Икс 1 оси на расстоянии 6 между ними.

Можем ли мы просто определить два новых происхождения О 1 и О 2 в центре дисков с соответствующими полярными координатами ( р 1 , θ 1 ) и ( р 2 , θ 2 ) , а затем произнесите следующее:

в ( Икс ) "=" н "=" 0 р 1 н ( а н потому что ( н θ 1 ) + б н грех ( н θ 1 ) ) + н "=" 0 р 2 н ( а н потому что ( н θ 2 ) + б н грех ( н θ 2 ) ) .
Это верное решение? Если нет, то почему?

Ответы (1)

Это действительно решение из-за линейности лапасиана. Если у меня есть 2 распределения заряда р 1 и р 2 и

2 в 1 "=" р 1 2 в 2 "=" р 2
тогда у нас есть это
2 в 1 + 2 в 2 "=" р 1 + р 2 "=" 2 ( в 1 + в 2 ) .

Это известно как принцип суперпозиции.