Kontent qismiga oʻtish
Ilova test rejimida ishlamoqda: matnlar, jumlalar va soʻzlardagi xatoliklar tez orada tahrirchilar tomonidan tuzatiladi ✦
Ilova test rejimida ishlamoqda: matnlar, jumlalar va soʻzlardagi xatoliklar tez orada tahrirchilar tomonidan tuzatiladi ✦
Ilova test rejimida ishlamoqda: matnlar, jumlalar va soʻzlardagi xatoliklar tez orada tahrirchilar tomonidan tuzatiladi ✦
Ilova test rejimida ishlamoqda: matnlar, jumlalar va soʻzlardagi xatoliklar tez orada tahrirchilar tomonidan tuzatiladi ✦
Ilova test rejimida ishlamoqda: matnlar, jumlalar va soʻzlardagi xatoliklar tez orada tahrirchilar tomonidan tuzatiladi ✦
Ilova test rejimida ishlamoqda: matnlar, jumlalar va soʻzlardagi xatoliklar tez orada tahrirchilar tomonidan tuzatiladi ✦
Ilova test rejimida ishlamoqda: matnlar, jumlalar va soʻzlardagi xatoliklar tez orada tahrirchilar tomonidan tuzatiladi ✦
Ilova test rejimida ishlamoqda: matnlar, jumlalar va soʻzlardagi xatoliklar tez orada tahrirchilar tomonidan tuzatiladi ✦
Ilova test rejimida ishlamoqda: matnlar, jumlalar va soʻzlardagi xatoliklar tez orada tahrirchilar tomonidan tuzatiladi ✦
Ilova test rejimida ishlamoqda: matnlar, jumlalar va soʻzlardagi xatoliklar tez orada tahrirchilar tomonidan tuzatiladi ✦
Ilova test rejimida ishlamoqda: matnlar, jumlalar va soʻzlardagi xatoliklar tez orada tahrirchilar tomonidan tuzatiladi ✦
Ilova test rejimida ishlamoqda: matnlar, jumlalar va soʻzlardagi xatoliklar tez orada tahrirchilar tomonidan tuzatiladi ✦

Kechikuvchi potensiallar

ZiyoSfera, erkin ensiklopediya

Elektromagnit toʻlqinlar quyidagi differensial tenglamalarga boʻysunadi:

divA+1c∂φ∂t=0;(1){\displaystyle \textrm{div}\textbf{A}+\frac{1}{c}\dfrac{\partial\varphi}{\partial t}=0;\ \ \ \ \ \ (1)}
ΔA−1c2∂2A∂t2=−4π1c;(2){\displaystyle \Delta\textbf{A}-\frac{1}{c^{2}}\dfrac{\partial^{2}\textbf{A}}{\partial t^{2}}=-4\pi\frac{1}{c};\ \ \ \ \ \ (2)}
Δφ−1c2∂2φ∂t2=−4πρ;(3){\displaystyle \Delta\varphi-\frac{1}{c^{2}}\dfrac{\partial^{2}\varphi}{\partial t^{2}}=-4\pi\rho;\ \ \ \ \ \ \ (3)}

Koʻrinib turibdiki, xususiy hosilalardan iborat chiziqli differensial tenglamalar sistemasi bilan amal qilishga toʻgʻri keladi.

Cheksiz kichik hajmdagi zaryad δe=ρdV{\displaystyle \delta e=\rho dV} boʻladi. Koordinatalar boshini shu zaryadda joylashgan deb hisoblaymiz. U vaqtda, dV{\displaystyle dV} hajmdan tashqaridagi (R≠0){\displaystyle (R\ne 0)} nuqtalarda zaryad yoʻq, demak (2 — 3) ga muvofiq

divA+1c∂φ∂t=0;(4){\displaystyle \textrm{div}\textbf{A}+\frac{1}{c}\dfrac{\partial\varphi}{\partial t}=0;\ \ \ \ \ \ (4)}
ΔA−1c2∂2A∂t2=0;(5){\displaystyle \Delta \textbf{A}-\frac{1}{c^{2}}\dfrac{\partial^{2}\textbf{A}}{\partial t^{2}}=0;\ \ \ \ \ \ (5)}
Δφ−1c∂2φ∂t2=0;(6){\displaystyle \Delta\varphi-\frac{1}{c}\dfrac{\partial^{2}\varphi}{\partial t^{2}}=0;\ \ \ \ \ \ (6)}

δe{\displaystyle \delta e} zaryadning dv{\displaystyle dv} hajmdan tashqaridagi nuqtalarda hosil qilgan maydoni koordinatalar boshigacha boʻlgan masofa va vaqtgagina bogʻliq, yaʼni maydon sferik simmetriyaga ega. Endi Laplas operatorini sferik koordinatalarda yozib koʻrsak, (6) ga muvofiq

1R2∂∂R(R2∂φ∂R)−1c2∂2φ∂t2=0;(7){\displaystyle \frac{1}{R^{2}}\dfrac{\partial}{\partial R}\left(R^{2}\frac{\partial\varphi}{\partial R}\right)-\frac{1}{c^{2}}\dfrac{\partial^{2}\varphi}{\partial t^{2}}=0;\ \ \ \ \ \ (7)}

Quyidagi koʻrinishda yangi funksiya kiritamiz:

φ(t)=ψ(R,t)R;(8){\displaystyle \varphi(t)=\frac{\psi(R,t)}{R};\ \ \ \ \ \ (8)}

Koʻrinib turibdiki,

∂φ∂R=1R∂ψ∂R−ψR2,{\displaystyle \frac{\partial\varphi}{\partial R}=\frac{1}{R}\frac{\partial\psi}{\partial R}-\frac{\psi}{R^{2}},}
R2∂φ∂R=R∂ψ∂R−ψ,{\displaystyle R^{2}\frac{\partial\varphi}{\partial R}=R\frac{\partial\psi}{\partial R}-\psi,}
∂∂R(R2∂φ∂R)=R∂2ψ∂R2+∂ψR−∂ψR=R∂2ψ∂R2,{\displaystyle \dfrac{\partial}{\partial R}\left(R^{2}\frac{\partial\varphi}{\partial R}\right)=R\frac{\partial^{2}\psi}{\partial R^{2}}+\frac{\partial\psi}{R}-\frac{\partial\psi}{R}=R\frac{\partial^{2}\psi}{\partial R^{2}},}
1R2∂∂R(R2∂φ∂R)=1R∂2ψ∂R2{\displaystyle \frac{1}{R^{2}}\dfrac{\partial}{\partial R}\left(R^{2}\frac{\partial\varphi}{\partial R}\right)=\frac{1}{R}\frac{\partial^{2}\psi}{\partial R^{2}}}
1c2∂2φ∂t2=1c2∂2ψ∂t2{\displaystyle \frac{1}{c^{2}}\dfrac{\partial^{2}\varphi}{\partial t^{2}}=\frac{1}{c^{2}}\frac{\partial^{2}\psi}{\partial t^{2}}}

Demak, (7) ga muvofiq

∂2ψ∂R2−1c∂2ψ∂t2=0;(9){\displaystyle \dfrac{\partial^{2}\psi}{\partial R^{2}}-\frac{1}{c}\dfrac{\partial^{2}\psi}{\partial t^{2}}=0;\ \ \ \ \ \ (9)}

boʻladi. Bu yassi elektromagnit to'lqin tenglamasidir. Shunday qilib,

ψ=ψ1(t+Rc)+ψ2(t−Rc).(10){\displaystyle \psi=\psi_{1}\left(t+\frac{R}{c}\right)+\psi_{2}\left(t-\frac{R}{c}\right).\ \ \ \ \ \ \ (10)}

To'lqin tenglamaning xususiy yechimigina bizni qiziqtiradi. Shu sababli ψ2{\displaystyle \psi_{2}} bilan cheklanamiz:

ψ=ψ(t−Rc).(11){\displaystyle \psi=\psi\left(t-\frac{R}{c}\right).\ \ \ \ \ \ (11)}

U holda, (8) ga muvofiq

φ(t)=ψ(t−Rc)R.(12){\displaystyle \varphi (t)=\frac{\psi\left(t-\frac{R}{c}\right)}{R}.\ \ \ \ \ \ (12)}

boʻladi. Koʻrinib turibdiki, vaqt oʻtishi bilan (t>0{\displaystyle t>0}) toʻlqin radiusning orta borish tomoniga qarab tarqaladi. Nomaʼlum ψ(t−Rc){\displaystyle \psi\left(t-\frac{R}{c}\right)} funksiyani aniqlash lozim.

Zaryadga cheksiz yaqin turgan nuqtalar uchun Rc{\displaystyle \frac{R}{c}} cheksiz kichik. Demak, φ(t)=ψ(t)R{\displaystyle \varphi(t)=\frac{\psi(t)}{R}}. Maʼlumki, zaryadning Kulon potensiali:

φ(t)=δe(t)R=ρ(t)dVR{\displaystyle \varphi(t)=\frac{\delta e(t)}{R}=\frac{\rho(t)dV}{R}}

Demak, ψ(t)=ρ(t)dV{\displaystyle \psi(t)=\rho(t)dV}, bu yerdan ψ(t−Rc)=ρ(t−Rc)dV{\displaystyle \psi\left(t-\frac{R}{c}\right)=\rho\left(t-\frac{R}{c}\right)dV}, u vaqtda (12) ga muvofiq

φ(t)=ρ(t−Rc)dVR.(13){\displaystyle \varphi(t)=\frac{\rho\left(t-\frac{R}{c}\right)dV}{R}.\ \ \ \ \ \ (13)}

Koʻramizki, (13) ga asosan, kuzatish nuqtasida vaqtning t{\displaystyle t} momentidagi potensial vaqtning oldingi t′=t−Rc{\displaystyle t^{\prime}=t-\frac{R}{c}} momentidagi zaryad zichligi bilan aniqlanadi. Zaryad turgan joyda vaqtning t′=t−Rc{\displaystyle t^{\prime}=t-\frac{R}{c}} momentida paydo boʻlgan potensial R{\displaystyle R} masofani Rc{\displaystyle \frac{\textbf{R}}{c}} vaqtda oʻtib, kuzatish nuqtasiga Rc{\displaystyle \frac{R}{c}} vaqt kechikish bilan yetib keladi. Shuning uchun (13) bilan ifodalangan potensial kechikuvchi potensial deb yuritiladi.

Zaryadlar sistemasining potensiali

Zaryadlar sistemasining potensialini aniqlash uchun (13) formulani sistemaning barcha zaryadlari joylashgan hajm boʻyicha integrallash lozim:

φ(t)=∫ρ(t−Rc)RdV;(14){\displaystyle \varphi(t)=\int \frac{\rho\left(t-\frac{R}{c}\right)}{R}\,dV;\ \ \ \ \ \ (14)}

Xuddi shuningdek,

A(t)=1c∫j(t−Rc)RdV;(15){\displaystyle \textbf{A}(t)=\frac{1}{c}\int \frac{\textbf{j}\left(t-\frac{R}{c}\right)}{R}\,dV;\ \ \ \ \ \ (15)}

Ushbu tenglamalarda zaryad turgan nuqtani koordinatalar boshi sifatida olingan. Agar koordinatalar boshini sistemaning ichidagi boshqa biror nuqtaga koʻchirilsa, yangi koordinatalar boshiga nisbatan zaryad turgan nuqtaning radius-vektori r′{\displaystyle \textbf{r}^{\prime}} va kuzatish nuqtasining radius-vektori r{\displaystyle \textbf{r}} bilan belgilanadi. Demak,

R=r−r′;(16){\displaystyle \textbf{R}=\textbf{r}-\textbf{r}^{\prime};\ \ \ \ \ \ (16)}

boʻladi. Yangi koordinatalar boshiga nisbatan kechikuvchi potensiallar quyidagicha yoziladi:

φ(r,t)=∫ρ(r′,t−|r−r′|c)|r−r′|dV;(17){\displaystyle \varphi(\textbf{r},t)=\int \frac{\rho\left(\textbf{r}^{\prime},\ t-\frac{|\textbf{r}-\textbf{r}^{\prime}|}{c}\right)}{|\textbf{r}-\textbf{r}^{\prime}|}\,dV;\ \ \ \ \ \ (17)}
A(r,t)=1c∫j′(r′,t−|r−r′|c)|r−r′|dV;(18){\displaystyle \textbf{A}(\textbf{r},t)=\frac{1}{c}\int \frac{\textbf{j}^{\prime}\left(\textbf{r}^{\prime},\ t-\frac{|\textbf{r}-\textbf{r}^{\prime}|}{c}\right)}{|\textbf{r}-\textbf{r}^{\prime}|}\,dV;\ \ \ \ \ \ (18)}

Adabiyotlar

  • R.X.Mallin, Klassik elektrodinamika, Toshkent, 1974

Yana qarang