Плотность заряда: различия между версиями

[непроверенная версия][непроверенная версия]
Содержимое удалено Содержимое добавлено
расширен раздел про использование плотности заряда в формулах
заряд одной частицы переобозначен как q ("ку малое")
Строка 1:
{{Значения|Плотность (значения)}}
{{Физическая величина
| Название = Плотность заряда<br><sub><small>(линейная, поверхностная, объемная)</small></sub>
Строка 18:
== Плотность заряда в квантовой механике ==
В [[Квантовая механика|квантовой механике]] плотность заряда, например [[электрон]]а в [[атом]]е, связана с [[Волновая функция|волновой функцией]] <math> \psi(\vec r)</math> через соотношение
:: <math> \rho(\vec {r}) = Qq |\psi (\vec {r})|^2 </math>,
причёмгде <math>q</math> — звряд электрона. При этом волновая функция должна иметь нормировку:
:: <math> \int |\psi (\vec r)|^2 \operatorname{d}V = 1 </math>.
 
== Определение плотности заряда через δ-функцию ==
Иногда требуется записать объёмную плотность заряда для системы из точечных зарядов <math>q_a</math> (<math>a =1,2,\ldots</math>). Это может быть сделано с использованием [[Дельта-функция|δ-функции]]:
:: <math>\rho(\overrightarrowvec{r}) = \sum_{a}e_{a}sum_aq_a\delta(\overrightarrowvec{r}-\overrightarrowvec{r_{a}r}_a)</math>,
где сумма берётся по всем имеющимся зарядам, а <math>\overrightarrowvec{r_{a}r}_a</math> — радиус-вектор заряда <math>e_{a}q_a</math>.<ref>{{Книга|автор=Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М.|заглавие=Теория Поля, Том 2 из 10.|ответственный=|издание=8 издание|место=|издательство=ФИЗМАТЛИТ|год=2003|страницы=104|страниц=531|isbn=5-9221-0056-4|isbn2=}}</ref>
Полный заряд, находящийся во всём пространстве, равен интегралу <math>\int\rho dV</math> по всему пространству. Можно написать этот интеграл в четырёхмерном виде:
:: <math>Q=\int\rho dV = \frac{1}{c} \int j^{0}dV = \frac{1}{c} \int j^{i}ds_{i}</math>,
где интегрирование производится по всей четырёхмерной гиперплоскости, перпендикулярной к оси x<sup>0</sup> (очевидно, что это и означает интегрирование по всему трёхмерному пространству). <math>j^{i}</math> — 4-вектор [[Плотность тока|плотности тока]].