Electromagnétisme Class prépa Tous les excercices MPSI PCSI by R.Langet

By R.Langet

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Physico-Chemistry of Solid-Gas Interfaces

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51 © Nathan, classe prépa 2 ✱✱ ici supposé uniforme : P = P e z . Distribution discrète de charge On considère une distribution Ᏸ de charge constituée de N charges ponctuelles q i , placées respectivement aux points Pi . La charge totale de Ᏸ est nulle : QT = ∑ M q i = 0. Les charges q i sont réparties h i autour de l’origine O du repère, dans un volume dont la dimension caractéristique est a. On se place en un point M éloigné de Ᏸ, tel que OM = r e r avec r ϾϾ a. e P x e 1. Exprimer le potentiel V ( M ) créé au point M par la distribution de charge Ᏸ.

La continuité du potentiel en r = R donne la valeur Q de la constante k 1 = V ( R – ) = V ( R + ) = ---------------- . 4πε 0 R  si r Ͻ R 0 E(r) =  Q  ----------------2- e r si r Ͼ R  4πε 0 r Q -------------- si r Ͼ R 4πε 0 r La figure suivante présente les courbes de la norme du champ et du potentiel. E E ( M ) = E r ( r )e r La relation champ-potentiel donne en coordonnées sphériques : ∂V 1 ∂V 1 ∂V e – --- e – -------------- e . E = – gradV = – ∂ r r r ∂ θ θ r sin θ ∂ ϕ ϕ Q ---------------- si r Ͻ R 4πε 0 R V Q --------------------4πε 0 R 2 Q ----------------4πε 0 R σ -------2ε 0 1   --r- 1  --- r 2- R r R r Remarque : σ Q 4πR 2 σ E ( R + ) – E ( R – ) = ------------------2- – 0 = ----------------2- = ---- .

Le barycentre des charges négatives est confondu avec le barycentre des charges positives. La molécule ne peut donc pas être modélisée par un dipôle. En © Nathan, classe prépa 2qa 1 E ( x ) = -----------------3- -------------------------2- e x 4πε 0 x  a2 1 – --------2  4x  On trouve bien la forme souhaitée : 2 O 2 M 2 = CM 2 – 2CM · CO 2 + CO 2 O 2 M 2 = r 2 – 2ra cos θ + a 2 2a a2 O 2 M 2 = r 2  1 – ------ cos θ + ----2-  r r  On cherche le potentiel en un point éloigné, on va a donc effectuer un développement limité en --, à r l’ordre 2.

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