المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
حالة النكول عن اليمين المتممة
2024-11-07
تعريف القرائن القضائية
2024-11-07
التبعية في الاقتصاد العربي
2024-11-07
تعريف الخبرة
2024-11-07
التجارة في الوطن العربي
2024-11-07
ما وإن ولا ولات المشبهات بليس
2024-11-07


Iterated Capacitance  
  
1141   03:41 مساءاً   date: 9-8-2016
Author : Sidney B. Cahn Boris E. Nadgorny
Book or Source : A GUIDE TO PHYSICS PROBLEMS
Page and Part : part 1 , p 52


Read More
Date: 30-8-2016 1019
Date: 1-8-2016 1138
Date: 23-8-2016 1042

Iterated Capacitance

a) Given two point charges of opposite sign and unequal in magnitude, show that the (nontrivial!) surface V = V (∞) with is a sphere. Find its radius and center. This is the basis of the “method of images” for problems involving equipotential spheres.

b) Describe concisely but clearly an iterative method to find the capacitance of two conducting spheres of radius a whose centers are 4a apart.

c) Calculate the capacitance to within 5%.

SOLUTION

a) We found in Problem 3.5 that a charge a distance R from a conducting sphere of radius a produced an image charge q' a distance r from the center of the sphere, where

(1)

Using this result, we may verify that charges q and q' a distance R – r

Figure 1.1a

apart do indeed give a spherical equipotential surface. The problem is cylindrically symmetric, so we establish a circular equipotential by writing down the potential due to the two charges (see Figure 1.1a). Given that V(∞) = 0, we find the sum of the potentials

for a circle of radius a. If q' = -qa/R, we have

With r = a2/R,

as required. Given that the separation of the two charges is some distance x = Rr, we may find the radius of the sphere a and the location of the center with respect to one of the charges R using (1):

b),c) In general, the charge and potentials of a number of conductors are related by the linear equations

(2)

where Cii and Cij are called coefficients of capacity and induction, respectively.

In the case of two conductors carrying equal but opposite charges, the capacitance is defined by the ratio of the charge on one conductor to the potential difference between them. For our two-sphere capacitor, we have

(3)

Figure 1.1b

The capacitance may be found by setting q2 = -q1 and calculating

(4)

If we choose the zero of potential at infinity, it is clear that V2 = – V1 so we have for the capacitance

(5)

This is a specific case of a more general result

 (6)

Now we may calculate C11 and C12 by placing a charge Q on the first sphere, giving it a potential V = Q/a, then placing an image charge inside the other sphere to keep it at zero potential. In turn, we place an image charge inside the first sphere to restore the potential to Q/a, whereupon we. ... Operationally, we have from (1) (see Figure 1.1b)

c) For our problem, R = 4a, and Q0 = Q, so we find Q1 = -Q/4, Q2 = Q/15, Q3 = -Q/56, and Q4 ≈ Q/209. Since we maintain V2 = 0, we have from the first of (3)

(7)

So

(8)

Since C12 = C21, we find from the second of (3) by summing the first two image charges in sphere 2

(9)

So

(10)

Finally, we have

(11)




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.