Из условия задачи известна разность потенциалов между точками r1 и r2:
ΔV = V2 - V1 = 10 эВ
Также известно, что потенциал, создаваемый линейным распределением заряда равной плотности выражается формулой:
V = 2kλ ln(r)
Где V - потенциал, r - расстояние от заряда до точки наблюдения, к - постоянная Кулона (= 1/4πε₀), λ - линейная плотность заряда.
Из формулы для разности потенциалов:
ΔV = V2 - V1 = 2kλ ln(r2) - 2kλ ln(r1)
Подставляем известные величины:
10 = 2kλ ln(10) - 2kλ ln(5)
10 = 2kλ (ln(10) - ln(5))
10 = 2kλ ln(2)
5 = kλ ln(2)
Из уравнения k = 1/4πε₀, легко находим значение k, если ε₀ = 8.85 x 10^(-12) Кл^2/Нм^2:
k = 1 / (4π * 8.85 x 10^(-12)) = 8.99 x 10^9 Нм²/Кл
Теперь можем найти λ:
5 = 8.99 x 10^9 λ ln(2)
ln(2) ≈ 0.693
5 = 8.99 x 10^9 λ * 0.693
λ ≈ 10^(-9) Кл/м
Получаем, что линейная плотность заряда бесконечной нити равна 10^(-9) Кл/м.
Из условия задачи известна разность потенциалов между точками r1 и r2:
ΔV = V2 - V1 = 10 эВ
Также известно, что потенциал, создаваемый линейным распределением заряда равной плотности выражается формулой:
V = 2kλ ln(r)
Где V - потенциал, r - расстояние от заряда до точки наблюдения, к - постоянная Кулона (= 1/4πε₀), λ - линейная плотность заряда.
Из формулы для разности потенциалов:
ΔV = V2 - V1 = 2kλ ln(r2) - 2kλ ln(r1)
Подставляем известные величины:
10 = 2kλ ln(10) - 2kλ ln(5)
10 = 2kλ (ln(10) - ln(5))
10 = 2kλ ln(2)
5 = kλ ln(2)
Из уравнения k = 1/4πε₀, легко находим значение k, если ε₀ = 8.85 x 10^(-12) Кл^2/Нм^2:
k = 1 / (4π * 8.85 x 10^(-12)) = 8.99 x 10^9 Нм²/Кл
Теперь можем найти λ:
5 = 8.99 x 10^9 λ ln(2)
ln(2) ≈ 0.693
5 = 8.99 x 10^9 λ * 0.693
λ ≈ 10^(-9) Кл/м
Получаем, что линейная плотность заряда бесконечной нити равна 10^(-9) Кл/м.