對高斯定理可以等價於庫倫定律的說法能否同意?為什麼?
01-04
題主說的高斯定理,準確說應該是麥克斯韋方程組中的方程。
它們給出的都是電場的無旋分量,有旋部分都是解不出來的;僅對於無旋分量,庫侖定律只是「高斯定理」的格林函數解,是等價的。有錯請一定指出。
不是還差一個安培環路定理么。。。
從數學上其實是等價的。只不過高斯定理的物理本質比庫侖定律更深一點。————————————————————疏忽了……只想了充分性沒考慮必要性。庫倫定律應該等價於高斯定律+旋度為0
不等價,對點電荷,僅高斯定理不能定出電場,還需要旋度為零的條件,即靜電場環路積分為零
謝邀。
不同意。庫侖定律是點電荷模型。高斯定律沒這方面限制。不等價,庫侖定律可以導出靜電場是一個無旋場,但是高斯定理不能導出。根據亥姆霍茲定理,必須要同時知道一個矢量場的旋度和散度,並且旋度和散度在r趨於無窮遠時要比r^(-2)更快趨於0,同時無窮遠處矢量場也趨於零,才能唯一地把一個矢量場確定下來。用高斯定理求解靜電場的時候也只能求出高斯面法向的電場分量,從而把切向的電場分量丟失了,通常在極端對稱性的前提下可以知道切向分量是0,這時用高斯定理求出來的場強才和庫侖定律等價;但在一般情況下,場強不垂直與高斯面,終究是丟失了部分信息的。
數學上來說庫侖定律相當於一個線/面積分,而線/面積分分別可以用斯塔托斯/散度定理來解決。。散度定理又叫高斯定理。。
根據Jackson的經典電動力學裡的描述 (3rd Edition page 28, English version),這兩者可以認為是等價的。
書里講,如下三個條件可以導出高斯定律:
1. 兩電荷間作用力滿足平方反比率(已包含在庫侖定律里)2. 力的方向指向電荷中心(已包含在庫侖定律里)
3. 多電荷作用效果的線性疊加性(有了這一條,可以基於庫倫定律計算出多電荷形成的場,從而得到可以用於多電荷情形的高斯定律,這一條雖然沒有在庫倫定律里明示,但是既然用庫侖定律用矢量表示了電場,也就可以認為默認了力的疊加原理)綜上所述,唯一可能存在爭論的是庫侖定律是否暗含了疊加原理。假如我們認為其暗含了,那麼,兩者是等價的。不等價,高斯定理只是數學上給出場通量和散度的關係,但不無法表明具體的電場的散度就是電荷量的大小。後者是庫侖定律指出的。不是所有有心力場都滿足平方反比關係,一個反例是色散作用。
可以!兩個定理描述的都是:電場強度和場源(點電荷)之間的關係,這個關係是和距離的平方成反比。。庫倫定律和高斯定律可以相互推導。。
不等價,庫倫定律要比高斯定律內涵更多
庫倫定理加疊加原理理論上可以解決靜電場的分布問題
不同意。高斯定理可以解各種電場。庫倫定律只能解點電荷。
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