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电磁场与电磁波:读书笔记:静电场边界条件
1. D的法向分量
根据高斯定理,分界面上自由电荷密度(!是自由电荷!不要考虑面束缚电荷)等于穿越该分界面的电通密度的法向分量。
如果分界面两侧都是介质,一般来说分界面上没有自由电荷(因为是介质啊,除非人为放置,自身是没有能力产生自由电荷的),于是界面两侧电通密度法向分量相等。这个其实很好理解,分界面上没有自由电荷,那么分界面两侧的电力线法向分量必然相等,于是D必相等。
<< 如果有人闲着没事干在两个介质表面都放了些自由电荷,密度为ρ1ρ2,那么两个介质拼合后,分界面上的自由电荷密度应该就是ρ1-ρ2...? >>
如果分界面两侧分别是介质和导体,导体内部不存在电场(否则不满足静电平衡条件,自由电子会持续漂移直至静电平衡),即导体内部电通量为0,所有自由电荷分布在分界面上,只有介质侧存在电通量。依据高斯定理,介质侧电通密度法向分量等于导体自由面电荷密度。
这样就结束了。什么,你问两侧都是导体的情况?导体对导体就成一整块导体了,哪还有神马分界面,自由电荷将中和并重新分布至这整体的表面……
2. D的切向分量
分界面上电场强度的切向分量总是连续的。
导体上的静电场总是垂直于导体表面,否则自由电子受切向电场影响会飘来飘去飘来飘去的,还谈神马静电平衡。
3. 随想
考虑这么个情况:分界面两侧都是介质,其中一侧的介质内部被放置了一个自由电荷;此时分界面上电通密度的法向分量连续(没有面自由电荷),电场强度的切向分量连续——或者说电通密度的切向分量*不*连续。此时的电力线在穿越分界面时就像光线穿过两种介质的分界面,折射了……?!@#¥%考虑到光也是电磁波的一种,这么个解释倒也算合情合理。
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