一半徑為a的介質球均勻極化,極化強度為,求此介質球在空間任意點上所產生的電位。
- 2022-11-17
一半徑為a的介質球均勻極化,極化強度為,求此介質球在空間任意點上所產生的電位。
由極化強度可以分別求出極化電荷體密度和極化電荷面密度
因此除了介質球表面上,其餘位置不存在極化電荷,所以在球內外電位滿足拉普拉斯方程
即
以球心為原點,建立球座標系,考慮到U與φ無關,得到拉普拉斯方程的解
在球內,當r→0時,U為有限值,故
在球外,當r→∞時,U→0,故
根據邊值關係,當r=a時,U1=U2,故
①
又當r=a時,,故
②
比較①、②兩式兩邊的Pn(cosθ)項係數,可以得到系列方程組
解方程組得
所以空間的電位分佈為