无序系统中电势与电场的衰减
统计力学
2009-11-11 v1
摘要
我们研究由无序电荷分布产生的电势和电场，以了解为何电荷簇不产生大的电势或电场。通过评估电势和电场在完全无序且总体中性系统中的概率分布来回答此问题。若系统中电荷位置和电荷值均为随机，则称其为完全无序；若平均电荷为零，则称其为中性。在一维情况下，我们证明电场始终较小，约为单个电荷的电场大小，空间势的变化也可由单个电荷产生。 在二维和三维中，类似的无序中性系统中的电场通常较小，变化也较小。有趣的是，在二维和三维系统中，电势通常非常大，尽管电场并不大：需要将典型的无序电荷配置在二维和三维中组织起来，需要输入大量能量，但在一维中不需要。在系统局部中性且全局中性时，所有维度中的势都通常较小。此类性质源于准静电电荷分布（如非金属固体或离子溶液）电场的叠加。这些特性在远离平衡的电荷分布中观察到。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0501048,
title = {Attenuation of the Electric Potential and Field in Disordered Systems},
author = {A. Singer and Z. Schuss and R. S. Eisenberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0501048},
year = {2009}
}