問候

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2008年6月11日 星期三

關於靜磁能

  在討論靜電位能時,由無限遠處緩慢移動點電荷到討論的系統區域,因為考慮的是靜場,所以由緩慢移動所建立的電荷分布,與一開始就有相同的電荷分布,因為所有電荷都靜止不動,所以都是相同的靜電系統。「靜電荷的增減,只是電荷分布不同之系統的靜電場。」其結論都是相同的。Dtρ表示的ρ對時間t的偏微分,即在一個短暫的時間間隔內ρ的變化,所以由Dtρ=0知,為確保ρ不隨時間變化,所以電荷的增減要緩慢移動,即緩慢的變化過程。
  現在由變分的形式來看。假設最初無電荷分布,即ρ=0,一段時間後增加到ρ,再變化到ρ+δρ,則δρ受到ρ之靜電位能為δU=1/2∫δρV(V- r)dV,所以∫δU=[∫0→ρ]1/2∫V(V-r) dVδρ,得到U-0=1/2∫ρ(V-r)V(V-r) dV,此即靜電能。ρ雖有變化,但是為由靜到靜過程,即先前「」中所敘述的。
  由連續性方程知道,靜電系統即靜磁系統。因為電流為電荷對時間的一次微分,靜磁能討論的是穩定電流,是電荷穩定通過的情況。故如假設,電流分布由0到V-J,再到V-J+δV-J,很明顯的,雖然每一個過程都可看成穩定的,但電流卻要變化來完成,這個由動到動的過程,已經不是穩定電流了!所以一但考慮磁能,電流就不穩定了!所以靜磁學中不存在靜磁能的觀念。

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