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点电荷在板状电容器中的运动:考虑影响效应

经典物理 2025-07-29 v2

摘要

位于电容器两板之间的所有点电荷都会在板面上产生影响电荷分布,从而改变作用于该点电荷的电场。该效应由描述两平行导体板问题的狄利克特绿函数所描述,我们推导出无限镜像电荷级数表示。在通过点电荷的垂直于板面的直线上,能够显式求出该绿函数以及因此而产生的总力,可用 psi 函数表示。对于点电荷的运动,我们发展了一种解析近似方法,并将其与对精确运动方程的数值积分进行比较。影响效应的修正项的大小为 O(λlogλ)O(-\lambda \log \lambda),其中 λ\lambda 表示绿函数相对于纯电容器势的相对强度。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.06132,
  title  = {On the motion of a point charge in a plate capacitor considering influence effects},
  author = {Heinz-Jürgen Schmidt and Thomas Bröcker},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.06132},
  year   = {2025}
}

备注

Corrected and extended version