logo search
Урматы, Брушлинский, полный курс / экзамен 6-ой семестр / экзамен по урматам 6-ой семестр

Потенциал простого слоя

Потенциал поля, созданного зарядами, распределёнными по поверхности с плотностью, равени называется потенциалом простого слоя.

Свойство 1. Потенциал простого слоя определён всюду.

Если (не принадлежит несущей поверхности), это очевидно, т.к.имеет конечное значение для любыхр.

Если , то интегралявляется несобственным по двумерной области. Из математического анализа известно, что несобственный интеграл по двумерной областиабсолютно сходится, если, в нашем случае, следовательно, интеграл сходится.

Свойство 2. Потенциал простого слоя и непрерывен всюду.

Если , то интегралне является не собственным, и его непрерывность следует из непрерывности подынтегральной функции.

Если , то, согласно теореме и замечанию, достаточно доказать равномерную сходимость, интеграла в окрестности точки. Для этого оценим интегралпо части поверхности, содержащей точкуи имеющей диаметр меньший, чем. Пусть- произвольная точка, причем:. Пусть- проекция поверхностина плоскость, акруг на плоскостис центром в точкерадиуса. Проекция на плоскостьэлемента поверхностиравна:. Оценим:

вводим полярную систему координат с началом в точке , тогда легко вычислить последний интеграл, он равен:.

Достаточно взять для того, чтобы выполнялось неравенство.

Свойство 3. Потенциал простого слоя является гармонической функцией всюду, кроме точек несущей поверхности .

Это свойство очевидно, так как для точек интегралне является несобственным и поэтому:

Свойство 4. нормальные производные потенциала простого слоя имеют разрыв первого рода в точках поверхности со скачком.

Свойство 5. если несущая поверхность ограничена, то потенциал простого слоя стремится к нулю, когда точкастремится к бесконечности.

Применим к интегралу теорему о среднем: , где- суммарный заряд.

Т.о.