Электростатическую задачу Лапласа для внешности диска можно решить простым способом, используя разделение переменных. Предположим, у нас есть единичный дискОм
с плотностью зарядаф
на границе. Тогда решение внешней задачи,
Δ v ( х ) = 0х ∈р2∖Ом¯¯¯¯,в|∂Д( х ) = ж,
задается через разделение переменных как
v ( Икс ) знак равно v ( р , θ ) знак равно∑п = 0∞р− п(анпотому что( п θ ) +бнгрех( п θ ) ) ,
где
ан"="12 π∫2 π0ф( θ ) потому что( п θ ) д, _бн"="12 π∫2 π0ф( θ ) грех( п θ ) д. _
Но как насчет случая, когда у нас есть два диска?
Ом1
и
Ом2
, и мы хотим найти решение внешней задачи Лапласа для плотности заряда
ф
, с
ф
определяется на объединении дисков
Д =Ом1∪Ом2
? Скажем, например, оба диска имеют радиус
1
и симметричны относительно
Икс1
оси на расстоянии
6
между ними.
Можем ли мы просто определить два новых происхожденияО1
иО2
в центре дисков с соответствующими полярными координатами(р1,θ1)
и(р2,θ2)
, а затем произнесите следующее:
v ( х ) знак равно∑п = 0∞р− п1(анпотому что( нθ1) +бнгрех( нθ1) ) +∑п = 0∞р− п2(анпотому что( нθ2) +бнгрех( нθ2) ) .
Это верное решение? Если нет, то почему?