电荷守恒定律的微分形式(电荷守恒定律的微分形式及物理意义)
电荷守恒定律的微分形式(电荷守恒定律的微分形式及物理意义)

高斯公式的意义与拓展

高斯定理在物理学研究方面,应用非常广泛。

如:电场E为电荷q(原点处)在真空中产生的静电场,求原点外M(x,y,z)处的散度divE(M).

解:div(qR/(4πr^3)=0 R/r--为r的单位矢量,

本例说明静电场E是无源场。

应用高斯定理(或散度定理)求静电场或非静电场非常方便。特别是求静电场中的场强,在普通物理学中常用,这里就再举二例。

现在用高斯公式推导普通物理中的高斯定理,

设S内有一点电荷Q其电场过面积元dS的通量为

E·dS=Ecosθds

=Q/(4πε0r^2)* cosθds θ为(ds^r) ε0----真空中的 介电常数

显然cosθds为面元投影到以r为半径的球面的面积,在球体内,面元dS对电荷Q所张的立体角为dΩ= cosθds/r^2

故 E·ds= Q/(4πε0)dΩ

因此,E对闭合曲面S的通量为∮E·dS=Q/(4πε0) ∮dΩ=Q/ε0

场强学过普通物理的多数人都知道

下面用高斯公式来推导电荷守恒定律,设空间区域V,边界为封闭面S,通过界面流出的电流应等于体积

V内电量的减小率,

即∮J·dS=-∫(dρ/dt)dV J,S ---矢量, dρ/dt--------- 这里为ρ对的偏导数(由于符号在这里用d来代替偏导的符号)

ρ-电荷密度

注:J=Ρv’ V’---为速度矢量

用高斯公式进行积分变换,

∮J·dS=∫∫∫▽·JdV

可得到电荷守恒定律的微分形式:▽·J+ dρ/dt=0,

此式称电流的连续性方程。

电荷守恒方程式

电荷守恒就是溶液里边所有正电荷加起来等于所有负电荷:

一价正离子 + 2 * 二价正离子 + 3 * 三价正离子 + ...= 一价负离子 + 2 * 二价负离子 + 3 * 三价负离子 + ...

举个例子,加入1 mol NaH2PO4,则电荷守恒式为:H(+) + Na(+) = OH(-) + 3 * PO4(3-) + 2 * HPO4(2-) + H2PO4(-) (一)磷酸二氢钠NaH₂PO₄

电荷守恒c(Na⁺)+c(H+)=c(H₂PO₄⁻)+2c(HPO₄²⁻)+3c(PO₄³⁻)+c(OH⁻)

质子守恒c(H+)=c(OH⁻)+c(HPO₄²⁻)+2c(PO₄³⁻)-c(H₃PO₃)

物料守恒

(二)磷酸氢二钠Na₂HPO₄

电荷守恒c(Na⁺)+c(H+)=c(H₂PO₄⁻)+2c(HPO₄²⁻)+3c(PO₄³⁻)+c(OH⁻)

质子守恒

物料守恒

电荷守恒定律的微分形式及物理意义

电荷守恒定律:

它指出,对于一个孤立系统,不论发生什么变化 ,其中所有电荷的代数和永远保持不变。电荷守恒定律表明,如果某一区域中的电荷增加或减少了,那么必定有等量的电荷进入或离开该区域;如果在一个物理过程中产生或消失了某种电荷,那么必定有等量的异号电荷同时产生或消失。

在任意空间区域内电荷量的变化,等于流入这区域的电荷量减去流出这区域的电荷量。对于在区域内部的电荷与流入流出这区域 的电荷,这些电荷的会计关系就是电荷守恒。

扩展资料

假若电荷不永远守恒,则可能会发生粒子衰变。检验电荷守恒最好的实验方法就是寻找这些粒子衰变。至今为止,物理学者尚未能找到任何这类衰变。

例如,对于电子衰变为中微子与光子的反应,物理学者试着侦测这反应产生的高能光子。

电荷守恒定律的微分形式推导

其中 代表电荷密度 的速度。

由电荷守恒,流出曲⾯S的总电流等于体积V内电荷减⼩率:

得到电荷守恒定律的微分形式:

因为 ,所以也有以下形式:

1.用毕奥萨伐尔定律推导 安培环路定理

2.磁场的旋度

用斯托克斯公式 和安培环路定理 和电流强度定义 推出磁场的旋度公式:

3.磁场的散度

由高斯公式 ,以及规律 任何闭合曲⾯的总磁通量为零 可以得到

推出磁场的散度公式:

电荷守恒定律的微分形式公式

其中 代表电荷密度 的速度。

由电荷守恒,流出曲⾯S的总电流等于体积V内电荷减⼩率:

得到电荷守恒定律的微分形式:

因为 ,所以也有以下形式:

1.用毕奥萨伐尔定律推导 安培环路定理

2.磁场的旋度

用斯托克斯公式 和安培环路定理 和电流强度定义 推出磁场的旋度公式:

3.磁场的散度

由高斯公式 ,以及规律 任何闭合曲⾯的总磁通量为零 可以得到

推出磁场的散度公式:

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高斯公式的意义与拓展

高斯定理在物理学研究方面,应用非常广泛。

如:电场E为电荷q(原点处)在真空中产生的静电场,求原点外M(x,y,z)处的散度divE(M).

解:div(qR/(4πr^3)=0 R/r--为r的单位矢量,

本例说明静电场E是无源场。

应用高斯定理(或散度定理)求静电场或非静电场非常方便。特别是求静电场中的场强,在普通物理学中常用,这里就再举二例。

现在用高斯公式推导普通物理中的高斯定理,

设S内有一点电荷Q其电场过面积元dS的通量为

E·dS=Ecosθds

=Q/(4πε0r^2)* cosθds θ为(ds^r) ε0----真空中的 介电常数

显然cosθds为面元投影到以r为半径的球面的面积,在球体内,面元dS对电荷Q所张的立体角为dΩ= cosθds/r^2

故 E·ds= Q/(4πε0)dΩ

因此,E对闭合曲面S的通量为∮E·dS=Q/(4πε0) ∮dΩ=Q/ε0

场强学过普通物理的多数人都知道

下面用高斯公式来推导电荷守恒定律,设空间区域V,边界为封闭面S,通过界面流出的电流应等于体积

V内电量的减小率,

即∮J·dS=-∫(dρ/dt)dV J,S ---矢量, dρ/dt--------- 这里为ρ对的偏导数(由于符号在这里用d来代替偏导的符号)

ρ-电荷密度

注:J=Ρv’ V’---为速度矢量

用高斯公式进行积分变换,

∮J·dS=∫∫∫▽·JdV

可得到电荷守恒定律的微分形式:▽·J+ dρ/dt=0,

此式称电流的连续性方程。

电荷守恒方程式

电荷守恒就是溶液里边所有正电荷加起来等于所有负电荷:

一价正离子 + 2 * 二价正离子 + 3 * 三价正离子 + ...= 一价负离子 + 2 * 二价负离子 + 3 * 三价负离子 + ...

举个例子,加入1 mol NaH2PO4,则电荷守恒式为:H(+) + Na(+) = OH(-) + 3 * PO4(3-) + 2 * HPO4(2-) + H2PO4(-) (一)磷酸二氢钠NaH₂PO₄

电荷守恒c(Na⁺)+c(H+)=c(H₂PO₄⁻)+2c(HPO₄²⁻)+3c(PO₄³⁻)+c(OH⁻)

质子守恒c(H+)=c(OH⁻)+c(HPO₄²⁻)+2c(PO₄³⁻)-c(H₃PO₃)

物料守恒

(二)磷酸氢二钠Na₂HPO₄

电荷守恒c(Na⁺)+c(H+)=c(H₂PO₄⁻)+2c(HPO₄²⁻)+3c(PO₄³⁻)+c(OH⁻)

质子守恒

物料守恒

电荷守恒定律的微分形式及物理意义

电荷守恒定律:

它指出,对于一个孤立系统,不论发生什么变化 ,其中所有电荷的代数和永远保持不变。电荷守恒定律表明,如果某一区域中的电荷增加或减少了,那么必定有等量的电荷进入或离开该区域;如果在一个物理过程中产生或消失了某种电荷,那么必定有等量的异号电荷同时产生或消失。

在任意空间区域内电荷量的变化,等于流入这区域的电荷量减去流出这区域的电荷量。对于在区域内部的电荷与流入流出这区域 的电荷,这些电荷的会计关系就是电荷守恒。

扩展资料

假若电荷不永远守恒,则可能会发生粒子衰变。检验电荷守恒最好的实验方法就是寻找这些粒子衰变。至今为止,物理学者尚未能找到任何这类衰变。

例如,对于电子衰变为中微子与光子的反应,物理学者试着侦测这反应产生的高能光子。

电荷守恒定律的微分形式推导

其中 代表电荷密度 的速度。

由电荷守恒,流出曲⾯S的总电流等于体积V内电荷减⼩率:

得到电荷守恒定律的微分形式:

因为 ,所以也有以下形式:

1.用毕奥萨伐尔定律推导 安培环路定理

2.磁场的旋度

用斯托克斯公式 和安培环路定理 和电流强度定义 推出磁场的旋度公式:

3.磁场的散度

由高斯公式 ,以及规律 任何闭合曲⾯的总磁通量为零 可以得到

推出磁场的散度公式:

电荷守恒定律的微分形式公式

其中 代表电荷密度 的速度。

由电荷守恒,流出曲⾯S的总电流等于体积V内电荷减⼩率:

得到电荷守恒定律的微分形式:

因为 ,所以也有以下形式:

1.用毕奥萨伐尔定律推导 安培环路定理

2.磁场的旋度

用斯托克斯公式 和安培环路定理 和电流强度定义 推出磁场的旋度公式:

3.磁场的散度

由高斯公式 ,以及规律 任何闭合曲⾯的总磁通量为零 可以得到

推出磁场的散度公式:

电荷守恒定律的微分形式(电荷守恒定律的微分形式及物理意义)