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电像法英文解释翻译、电像法的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【化】 method of images

分词翻译:

电的英语翻译:

electricity
【计】 telewriting
【化】 electricity
【医】 Elec.; electricity; electro-; galvano-

像的英语翻译:

as; image; picture; portrait; simulacrum
【化】 image
【医】 aerial image; image; picture

法的英语翻译:

dharma; divisor; follow; law; standard
【医】 method
【经】 law

专业解析

电像法(电像法,英文:Method of Electrical Images)是电磁学中用于求解静电场边界值问题的一种解析方法,其核心思想是通过引入虚拟的“镜像电荷”来等效替代导体或介质表面对实际电荷的感应作用,从而将复杂边界条件问题转化为对称电荷系统的叠加问题。该方法由英国物理学家威廉·汤姆森(William Thomson,即开尔文勋爵)于19世纪提出,广泛应用于电场分布计算、电容分析等领域。

基本原理

电像法基于唯一性定理:若某一电荷分布满足给定边界条件,则其解即为唯一正确的电势分布。例如,在计算点电荷$q$靠近无限大接地导体平面时,导体表面会感应出电荷,此时可通过在导体另一侧对称位置引入一个镜像电荷$-q$来等效替代感应电荷的影响,从而直接计算空间电势$Phi(mathbf{r})$: $$ Phi(mathbf{r}) = frac{1}{4piepsilon_0} left( frac{q}{|mathbf{r}-mathbf{r}q|} + frac{-q}{|mathbf{r}-mathbf{r}{-q}|} right) $$ 此公式满足导体表面电势为零的边界条件。

典型应用

  1. 导体平面附近的点电荷:如上述案例,镜像电荷法可将三维问题简化为两点电荷的叠加。
  2. 介质分界面问题:当电荷位于两种介质交界处时,镜像法需同时考虑极化电荷的等效替代。
  3. 球形导体边界:根据球面镜像法规则,镜像电荷的位置和大小可通过几何比例确定(参考《经典电动力学》J.D. Jackson)。

权威参考文献

网络扩展解释

电像法(又称镜像法)是电磁学中用于求解静电场边值问题的一种特殊方法,主要用于处理存在导体或介质边界的电荷分布问题。以下是对其核心内容的综合解释:

一、定义

电像法通过在求解区域外引入虚拟的镜像电荷,等效替代边界上的感应电荷或极化电荷对电场的影响,从而将复杂边界问题转化为无界空间中的点电荷叠加问题。例如,无限大接地导体板附近的点电荷,其感应电荷的电场可等效为对称位置的镜像电荷产生的电场。

二、原理

  1. 物理基础
    当自由电荷(如点电荷)靠近导体或介质界面时,边界处会产生感应电荷。电像法通过镜像电荷的电场与自由电荷的电场叠加,使总电场满足原有边界条件(如导体表面等势或电场法向连续)。

  2. 唯一性定理保障
    只要镜像电荷的设置符合边界条件,通过唯一性定理可保证解的准确性。

三、应用场景

四、核心特点

  1. 非接触式:无需物理接触被测物体,避免破坏性检测。
  2. 简化计算:将复杂边值问题转化为点电荷场的叠加,降低求解难度。
  3. 高分辨率:通过电磁响应差异可生成物体内部的高精度图像。

五、注意事项

示例公式

无限大接地导体平面上方点电荷$q$的镜像电荷为$-q$,电势分布公式为: $$ phi(mathbf{r}) = frac{1}{4piepsilon_0} left( frac{q}{|mathbf{r}-mathbf{r}q|} - frac{q}{|mathbf{r}-mathbf{r}{-q}|} right) $$ 其中$mathbf{r}q$和$mathbf{r}{-q}$分别为真实电荷与镜像电荷的位置。

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