Я только что начал свой третий курс промежуточного курса по электродинамике. Стандартная проблема в электростатике, с которой можно неоднократно сталкиваться, заключается в нахождении потенциала, обусловленного однородно заряженным кольцом радиуса a и полного заряда q в точке P (r, θ) , как показано на рисунке ниже.
Решение уравнения Лапласа
∇⃗ 2В( р , θ ) = 0
для этой задачи дает
В( р , θ ) знак равно⎧⎩⎨д4 πϵ0∑∞л = 0алрл + 1пл( 0 )пл( потому чтоθ ),д4 πϵ0∑∞л = 0рлал + 1пл( 0 )пл( потому чтоθ ),если г > а если г < а
где
пл( х )
полиномы Лежандра порядка
л
предоставлено:
пл( х ) =12лл !длдИксл(Икс2− 1)л
Поскольку система обладает азимутальной симметрией, зависимость от
ф
. Теперь не возникает проблем с непрерывностью
В( р , θ )
в
р = а
, но есть несоответствие, когда мы смотрим на левую и правую радиальные производные от
В( р , θ )
в
р = а
. Отсюда непрерывность по радиальной составляющей
Ер= -∂В∂р
электрического поля теряется на сфере
р = а
. Но опять же, любая неоднородность электрического поля в общем случае должна быть связана только с поверхностной плотностью заряда, а заряда в точке нет.
р = а
когда
θ ≠ π/ 2
. Каким должно быть правдоподобное физическое объяснение этого? Заранее спасибо!