electrodynamics:res3.38

Различия

Показаны различия между двумя версиями страницы.

Ссылка на это сравнение

Следующая версия
Предыдущая версия
electrodynamics:res3.38 [2019/11/09 05:46] – создано rootelectrodynamics:res3.38 [2021/10/15 05:26] (текущий) – root
Строка 7: Строка 7:
 Уравнение Пуассона в цилиндрической системе координат записывается Уравнение Пуассона в цилиндрической системе координат записывается
 так: $$ так: $$
-\frac{1}{R}\frac{d}{dR}\left(R\frac{d\varphi(R)}{dR}\right)=-4\pi\rho(R)=\frac{4\pi +\frac{1}{r}\frac{d}{dr}\left(r\frac{d\varphi(r)}{dr}\right)=-4\pi\rho(r)=\frac{4\pi 
-J }{2\pi Re}\sqrt{\frac{m}{2e}}\varphi^{-1/2}(R),$$ т. е.+J }{2\pi re}\sqrt{\frac{m}{2e}}\varphi^{-1/2}(r),$$ т. е.
 $$ $$
-\frac{d}{dR}\left(R\frac{d\varphi}{dR}\right)=+\frac{d}{dr}\left(r\frac{d\varphi}{dr}\right)=
 \frac{J}{\ell}\sqrt{\frac{2m}{e}}\varphi^{-1/2}=A\varphi^{-1/2};~~\varphi(0)=0;~~~\varphi(a)=U.$$ \frac{J}{\ell}\sqrt{\frac{2m}{e}}\varphi^{-1/2}=A\varphi^{-1/2};~~\varphi(0)=0;~~~\varphi(a)=U.$$
  
-Ищем решение в виде $ \varphi(R)=CR^{\alpha}.$+Ищем решение в виде $ \varphi(r)=Cr^{\alpha}.$
  
 Подставляем в уравнение и получаем $$ Подставляем в уравнение и получаем $$
-C\alpha(\alpha-1)R^{\alpha-1}=AC^{-1/2}R^{-\alpha/2}.$$+C\alpha(\alpha-1)r^{\alpha-1}=AC^{-1/2}r^{-\alpha/2}.$$
  
-Степени $R$ должны быть одинаковы: $\alpha-1\!=\!-\alpha/2$,+Степени $r$ должны быть одинаковы: $\alpha-1\!=\!-\alpha/2$,
 откуда $\alpha\!=\!\frac{2}{3}$. откуда $\alpha\!=\!\frac{2}{3}$.
  
 Подставляя $\alpha=\frac{2}{3}$ в предыдущее уравнение и сокращая Подставляя $\alpha=\frac{2}{3}$ в предыдущее уравнение и сокращая
-на $R^{2/3}$, получаем уравнение для $C$: $$+на $r^{2/3}$, получаем уравнение для $C$: $$
 \frac{9}{4}C=AC^{-1/2},$$ откуда \frac{9}{4}C=AC^{-1/2},$$ откуда
 $$C=\left(\frac{4A}{9}\right)^{2/3}.$$ $$C=\left(\frac{4A}{9}\right)^{2/3}.$$
  
-\noindent Таким образом, $$ +Таким образом, $$ 
-\varphi(R)=\left(\frac{4A}{9}\right)^{2/3},$$ откуда $$+\varphi(r)=\left(\frac{4A}{9}\right)^{2/3},$$ откуда $$
 U=\frac{4aA}{9},~~~~J=\frac{2\sqrt{2}}{9}\cdot\frac{\ell}{a}\sqrt{\frac{e}{m}}U^{3/2}.$$ U=\frac{4aA}{9},~~~~J=\frac{2\sqrt{2}}{9}\cdot\frac{\ell}{a}\sqrt{\frac{e}{m}}U^{3/2}.$$