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2018년 5월 9일 수요일

[하루 한문제]20180509 두개의 소수로 곱해진 암호를 풀기위해서 “철수”와 “영희”는 자신들의 소수를 서로에게 보내주기로 했습니다. 여기서 가장 큰 문제는 무엇인가요?




[하루 한 문제]











[문제]


두개의 소수로 곱해진 암호를 풀기위해서


철수영희는 자신들의 소수를



서로에게 보내주기로 했습니다.











[정답]



1.알려주는 동안 다른 사람들이 소수를 알아낼 수 있습니다.

2.큰 소수인지 아닌지 분별하는 것이 힘듭니다.

3.큰 소수 두개를 곱하는 것이 힘듭니다.

4.두사람이 같은 소수를 보낼 수 도 있습니다.







[해설]

소수 구하기 알고리즘에 대해서 알아보세요!
(혹은 소수 판별 알고리즘)

sqrt(n)의 연산을 한다는 사실에 정답이 숨어 있답니다.

아직도 모르시겠다구요?


그래도 이해가 안되신다면, 댓글을 남겨주세요!



2018년 4월 21일 토요일

[영어강의]산동일크무크 X Learn English with Jennifer


산동일크무크 X Learn English with Jennifer


[완전기초반]


안녕하세요 산동일크무크 입니다.

저희 그룹에서 사회적 취약계층을 위한 영어강의 콘텐츠를 만들어서 기재하였습니다.

영어를 아에 못하시는분들도 들어며 따라가실 수 있을 난이도 입니다.






저희는 사회적 취약계층의 학생들에게 교육의 평등성을 제공하는것이 주 목표입니다.

"배워서 남주자"라는 가치를 함께 실천하고 싶으신 분들은 언제든지 환영합니다!




연락처: ilkmooc@ilkmooc.kr

홈페이지 주소: http://ilkmooc.kr/

2018년 4월 15일 일요일

[플라즈마 물리][Plasma Physics]CH1 Introduction - Debye Shielding 디바이 차폐

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[Youtube Link]

Debye Shielding

Consider a test charge \(e\) and electron cloud around it in a singly charged plasma. Assume that

\(\bullet\) The ions are fixed; \(\frac{m_i}{m_e} \rightarrow \infty\)

\[\begin{aligned} \label{eq_6} n_i(r)=n \end{aligned}\]

\(\bullet\) The electrons obey Boltzman relation. In the presence of a potential energy \(q\phi\), the electron distribution function is

\[f(u)=A e^{-\frac{\frac{1}{2}mu^2+q\phi}{KT_e}}\]

Integrate this over \(du\)

\[\begin{aligned} \label{eq_7} n_e(r)=ne^{\frac{e\phi(r)}{K_BT}} \end{aligned}\]

Poisson’s equation in one dimension is

\[\begin{aligned} \epsilon_0 \nabla^2 \phi = \epsilon_0 \frac{d^2 \phi}{dx^2}=-e(n_i - n_e) \end{aligned}\]

substitution in to the Poisson’s equation,

\[\begin{aligned} \nabla^2 \phi(r) = \frac{e}{\epsilon_0}n(e^{\frac{e\phi(r)}{KT}}-1)\end{aligned}\]

assume that \(|\frac{e\phi}{KT}|<<1\), then by using taylor expansion; \(e^{\frac{e\phi(r)}{KT}}=1+\frac{e\phi(r)}{KT} +...\)

\[\begin{aligned} \nabla^2 \phi(r) &= \frac{e^2n}{\epsilon_0 KT}\phi(r)\\ &=\frac{\phi(r)}{\lambda_D^2}\end{aligned}\]

here we define Debye length \(\lambda_D\) as

\[\lambda_D = \sqrt{\frac{\epsilon_0 K T }{ne^2}}\]

In spherical coordinate

\[\begin{aligned} \frac{1}{r^2}\frac{d}{dr}\left( r^2 \frac{d\phi}{dr}\right) -\frac{\phi}{\lambda_D^2}&=0\\ \phi^{\prime \prime} + \frac{2}{r}\phi^{\prime} - \frac{1}{\lambda_D^2}\phi&=0\\ r\phi^{\prime \prime} + 2\phi^{\prime} - \frac{1}{\lambda_D^2}r\phi&=0\end{aligned}\]

Let \(\psi(r)=r\phi\), then \(\psi^{\prime}=\phi+r\phi^{\prime}\) and \(\psi^{\prime \prime}=2\phi^{\prime}+r\phi^{\prime \prime}\) so that

\[\psi^{\prime \prime}-\frac{1}{\lambda_D^2}\psi =0\]

\[\begin{aligned} \psi(r) &= C_1 e^{-\frac{r}{\lambda_D}}+C_2 e^{\frac{r}{\lambda_D}}\\ \phi(r) &= \frac{C_1}{r} e^{-\frac{r}{\lambda_D}}+\frac{C_2}{r} e^{\frac{r}{\lambda_D}}\end{aligned}\]

Applying the boundary conditions,

\[\begin{aligned} \phi &\rightarrow 0 \quad \quad \quad \quad ,\quad \quad r \rightarrow \infty \\ \phi &\rightarrow \frac{e}{4\pi\epsilon_0 r} \quad \quad , \quad \quad r \rightarrow 0\end{aligned}\]

we can find the constants.

\[C_1 = \frac{e}{4\pi \epsilon_0} \quad \quad \quad C_2 = 0\]

Hence, the solution is given by

\[\begin{aligned} \label{eq_debyelength} \boxed{\phi(r) = \frac{e}{4\pi\epsilon_0 r}e^{-\frac{r}{\lambda_D}}}\end{aligned}\]

The quantity \(\lambda_D\), called the Debye length, is a measure of the shielding distance or thickness of the sheath over which the influence of an individual charged particle is dominant.

\(\bullet\) \(\lambda_D\) = how long the shielding is effective.

\(\bullet\) Notice that electron temperature is used to define Debye length because it is more mobile; most of time this is true.

\(\bullet\) Useful forms of Eq.([eq_debyelength]) are

  • \(\lambda_D = 69\sqrt{\frac{T_e}{n}}[m]\) \(T_e\) in \(^{\circ}K\)

  • \(\lambda_D = 7430\sqrt{\frac{KT_e}{n}}[m]\) \(KT_e\) in \(eV\)

\(\bullet\) Trend

  • effective shielding \(\quad n \uparrow\) \(\lambda_D \downarrow\)

  • poor shielding \(\quad T \uparrow\) \(\lambda_D \uparrow\)

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[플라즈마 물리][Plasma Physics]CH1 Introduction - Temperature

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Temperature

The one-dimensional Maxwellian distribution is given by

\[\begin{aligned} f(v)=A e^{-\frac{mv^2}{2K_BT}}\end{aligned}\]

Unlike normal distribution gaussian equation can have a form of

\[\begin{aligned} \label{eq_4} f(x) = \frac{n}{\sqrt{2\pi}\sigma}e^{-\frac{(v-v_{\mu})^2}{2\sigma^2}}\end{aligned}\]

Where \(n\) is the number density. \(fdv\) is the number of particles per [\(m^3\)] with velocity between \(v\) and \(v+dv\), \(\frac{1}{2}mv^2\) is the kinetic energy, and \(K_B\) is the Boltzmann’s constant. The density \(n\), or number of particles per [\(m^3\)], is given by

\[\begin{aligned} n=\int_{-\infty}^{\infty}f(v)dv\end{aligned}\]

so that the constant \(A\) is found to be

\[\begin{aligned} A=n\sqrt{\frac{m}{2\pi K_BT}}\end{aligned}\]

Where \[\begin{aligned} \int_{-\infty}^{\infty}e^{-ax^2}dx = \sqrt{\frac{\pi}{a}} \end{aligned}\] is used.

\(\bullet\) meaning of T = Distribution of the particles

The width of the distribution is characterized by the constant \(T\). By computing the average kinetic energy of particles in the distribution, we can see the exact meaning of \(T\).
\[\begin{aligned} \label{eq_5} E_{av}=\frac{\int_{-\infty}^{\infty}\frac{1}{2}mu^2 f(u) du}{\int_{-\infty}^{\infty} f(u) du}\end{aligned}\]

Defining \(v_{th}=\sqrt{\frac{2K_BT}{m}}\) and \(y=\frac{u}{v_{th}}\), 1-D Maxwellian distribution can be written as

\[\begin{aligned} f(u)=Ae^{-\frac{u^2}{v_{th}^2}}\end{aligned}\]

By substitution average kinetic energy becomes

\[\begin{aligned} E_{av}&=\frac{\frac{1}{2}mAv_{th}^3 \int_{-\infty}^{\infty} e^{-y^2}y^2 dy}{Av_{th}\int_{-\infty}^{\infty} e^{-y^2}dy}\\ &=\frac{\frac{1}{2}mAv_{th}^3 \frac{1}{2}}{A v_{th}}=\frac{1}{4}mv_{th}^2=\frac{1}{2}K_BT\end{aligned}\]

Thus the average kinetic energy is \(\frac{1}{2}K_BT\).
In three dimensions,

\[\begin{aligned} f(u,v,w)=n\left( \frac{m}{2\pi K_BT } \right)^{\frac{3}{2}}e^{-\frac{\frac{1}{2}m\left( u^2 + v^2 + w^2 \right)}{K_BT}}\end{aligned}\]

Using similar calculation we get

\[\begin{aligned} E_{av}=\frac{3}{2}KT\end{aligned}\]

The general result is that \(E_{av}\) equals \(\frac{1}{2}K_BT\) per degree of freedom.

\(\bullet\) Since \(T\) and \(E_{av}\) are so closely related, it is customary in plasma physics to give temperatures in units of energy.

\(\bullet\) To avoid confusion, it is not \(E_{av}\) but the energy corresponding to \(KT\) that is used to denote the temperature.

\(\bullet\) For \(KT=1eV= 1.6\times 10^{-19}[J]\)

\[\begin{aligned} T=\frac{1.6 \times 10^{-19}}{1.38 \times 10^{-23}}=11600\end{aligned}\]

Thus the conversion factor is

\[\begin{aligned} 1eV = 11,600 ^{\circ}K \end{aligned}\]

\(\bullet\) By a \(2eV\) plasma we mean that \(KT=2eV\), or \(E_{av}=3eV\) in three dimensions.

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2018년 4월 14일 토요일

[플라즈마 물리][Plasma Physics]CH1 - Distribution Function

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Distribution function

\(\bullet\) The most detailed description of a plasma gives the location and velocity of each plasma particle as a function of time.
\(\bullet\) It is impossible to obtain such a description of a real plasma. Rather than require an exact knowledge of a system with many particles, the behavior of such a particle system can be studied statistically.
\(\bullet\) It is customary to use the distribution function to describe a plasma. The distribution function is the number of particles per unit volume in phase space. \[f(\vec{r},\vec{v},t)d\vec{r}d\vec{v}\] represents the expected number of particles at time \(t\) in \((\vec{r},\vec{v})\) (6D phase) space with coordinates \(\vec{r}\) and \(\vec{r}+d\vec{r}\) and velocity \(\vec{v}\) and \(\vec{v}+d\vec{v}\)
\(\bullet\) A gas in thermal equilibrium has particles of all velocities, and the most probable distribution of these velocities is known as the Maxwellian distribution.

Maxwellian distribution

\(\bullet\) Maxwellian distribution is nothing but a Gaussian distribution. Recall, 1D Gaussian equation is given as

\[\begin{aligned} \label{eq_2} f(x) = \frac{1}{\sqrt{2\pi}\sigma}e^{-\frac{(v-v_{\mu})^2}{2\sigma^2}}\end{aligned}\]

where \(v_{\mu}\) is mean or expectation of the distribution (and also its median and mode), \(\sigma\) is the standard deviation, and \(\sigma^2\) is the variance.
\(\bullet\) Let us consider the mean velocity is \(0\); \(v_{\mu}=0\), and thermal speed(standard deviation) is \(\sigma=\sqrt{\frac{K_BT}{m}}\). Then, by simple substitution, we get Maxwellian distribution for particles.

\[\begin{aligned} \label{eq_3} f(u)= \sqrt{\frac{m}{2\pi K_BT}} e^{-\frac{\frac{1}{2}mv^2}{K_BT}}\end{aligned}\]

What is f(u)?

\(f\) would be a fractional distribution. Suppose a teacher gave a 100-point quiz to a large number N of students. \(n_i\) of students got \(s_i\) scores. The fractional distribution would be

\[\begin{aligned} f_i = \frac{n_i}{N} \end{aligned}\]

Notice that \(\sum_i f_i =1\)


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2018년 4월 12일 목요일

[인상깊은 문구]최고의 교수


<<최고의 교수>>
초판 1쇄 발행 2008 6 10
초판 17쇄 발행 2010 7 20
지은이 EBS <최고의 교수> 제작팀
펴낸곳 ㈜위즈덤하우스
한줄평: 읽으며 미소를 지을 수 있었던 책, 본받을 교수님들이 참 많다.

CH1 D.골드스타인 Donald Goldstein (피츠버그대 국제정치학과)

교육철학: 학생들이 나를 위해 존재하는 것이 아니라 교수인 내가 학생들을 위해 존재한다는 것.

인상 깊은 말: 교사는 직업적 특성상 자신이 모든 것을 알고 있다고 생각하기 쉽다.

그는 매 수업시간마다 무엇을 강의할지 구체적으로 예고하고 미리 읽어두면 좋을 자료와 관련 용어를 알려준다고 한다. 또한 시험 보는 시기를 스스로 선택할 수 있도록 하고, 성적이 나쁜 학생들에게는 다시 기회를 주어 포기하지 않도록 한다고 한다. 시험 문제는 미리 제시하고, 학생들은 제시된 문제 중 제비 뽑기로 뽑은 번호의 문제를 푼다고 한다.

CH2 조벽 Peck Cho (동국대학교 석좌교수, 미시건공과대학교 기계공학과 겸임교수)

교육철학: 신선한 강의 방법으로 학생들이 수업에 흥미를 느끼게 하는 것.

인상 깊은 말: 교육자의 한 마디가 학생의 인생을 180도 바꿀 수 있다

           그가 생각하는 최상급 강의는 학생이 한 질문에 다른 학생이 답하도록 유도하는 것이다. 즉 학생들을 능동적으로 유도하는 강의가 가장 효과적인 강의라고 믿는다. 그리고 학생들을 능동적으로 이끄는 것은 나라에 상관없이 교수의 수업 방식에 달려있다고 한다. ‘What if’라는 질문을 계속하면서 더 응용시켜 생각하도록 하고 모르기 때문에 실수하는 것은 학생들의 권리라 생각한다.

           그는 학기가 시작될 무렵 새 강의 노트를 준비하고, 전에 사용했던 강의 노트는 다시 다듬는다. 매 학기를 마칠 때 가장 바람직한 발전과 변화를 보여준 학생에게 상을 주고, 학생들로 하여금 지난 시간 수업 내용을 칠판에 요약해보게 한다.

CH3 C.캐넌 Charlie Cannon

(로드아일랜드 디자인스쿨 산업디자인학과, 도시계획설계학과 교수)

교육철학: 디자이너는 곧 질문하는 사람이다.

           그룹학습과 공동작업이 수업의 핵심이며 궁극적으로 전공 분야를 초월한 통합적 사고를 지향한다. 캐년 교수가 학생들에게 바라는 것은 학생들이 이미 습득한 배경 지식에 갇히지 않고, 다른 분야의 사람들과 전문적인 언어를 사용해 대화하는 방법을 배우는 것이다.
           교육의 주요역할은 배우려는 의욕과 능력을 몸에 심어주는데 있다. ‘배운 인간이 아닌 계속 배워나가는 인간을 배출해야 하는 것이다. 진정으로 인간적인 사회란 조부모도, 부모도, 아이도 학생인 배우는 사회이다. (p112)    에릭 호퍼 Eric Hoffer –

CH4 M. 샌들 Michael Sandel (하버드대학교 정치철학과 교수)

교육철학: 학생들이 스스럼 없이 질문하고, 또 나의 강의 내용에 도전하고, 궁극적으로 철학자들의 생각에 도전하길 원한다.

인상 깊은 말: 호기심이 사라지면 그때부터 사람은 늙는다.

           도덕적인 딜레마와 법적인 논쟁을 통해 학생들을 스스로 생각하게 하고, 학생들의 관심과 과거 철학자들의 이론을 잘 연관지어 토론하게 하는 것이 정치철학의 강의 목표이다. (<<정의란 무엇인가>>의 저자)

CH5 J. 노던 Jeanett Norden

(빌더빌트대학교 세포생물학과, 의과대학원 신경학과, 임상신경학 교수)

교육철학: 궁극적으로 질병을 진단하고 치료하는 일은 곧 사람들과 소통하는 일이다. 그렇기 때문에 의사는 환자들과 그 가족들을 존중해야 한다.

           J.노던 교수님은 수업에서 학생들과 직접 춤추고, 자전거를 타며 뇌와의 연관성을 토론한다. 또한 실제 환자 또는 환자의 가족들을 초청함으로써 더욱 현실적인 내용을 들을 수 있게 된다. 그러나 무엇보다도 의사로써 환자의 입장에서 그들의 감정을 잘 다독여 줄 수 있고 이해해 줄 수 있는 마음가짐이 중요하다고 강조한다.

CH6 D. 허슈바흐 Dudley Herschbach

(하버드대학교 화학과 교수, 1986년 노벨화학상 수상자)

교육철학: 신입생들이 과학에 대한 두려움에서 벗어날 수 있도록 도와주는 것이 목표.
인상 깊은 말: 모든 아이들은 다 과학자다 그들은 세상 모든 것에 호기심을 보이기 때문이다.

           교육 받았다는 것은 무엇을 얼마나 배웠느냐의 문제가 아니다. 중요한 건 생각하는 방식이 바뀌었냐는 점이다. 실제 미개척 과학 분야가 어떤 모습일지는 그 누구도 장담할 수 없다. 시작단계에서는 어느 누구도 정답을 알지 못하고, 올바른 질문이나 올바른 접근방식조차 알 수 없다. 어떤 것에 대한 새로운 수준의 이해에 도달하려면 그전에 혼란스러운 과정을 겪는 것이 너무나 당연하다. 따라서 중요한 것은 얼마나 흥미로운 질문을 던지느냐, 또는 익숙한 원리를 얼마나 새로운 시각에서 조명하느냐 하는 것이다. (p177)

CH7 R. 샹커 Ramamurti Shankar (예일대학교 물리학과 교수)

교육철학: 그저 자신이 알고 있는 것을 학생들에게 이야기하고 설명해주는 것 자체를 좋아한다.

           물리를 전공하지 않는 학생들이 듣는 물리 입문과목에서 샹커 교수님은 물리학자처럼 생각하도록 가르치신다. 그는 노트를 받아 적기보다는 생각하는 것을 강조한다.

           책을 쓰다 보면 내가 무엇을 알고 무엇을 모르는 지가 명확히 드러난다. 그래서 나는 무언가를 제대로 알고 싶을 때 책을 쓴다. 집필 과정에서 나 또한 배워가는 것이다. 책을 쓰고 나면 학생들에게 내가 새롭게 이해한 부분에 대해 설명해주고 싶어 몸이 근질거린다. (p202)

CH8 M. 홉킨스 Mary Ann Hopkins

(뉴욕대학교 의과대학 외과 전문의, 수술교육과 교수, 병원 실습 지도교수)

교육철학: 나는 교수와 학생 사이의 소통이 가장 중요하며, 그것은 절대 컴퓨터로 대체할 수 없다고 생각한다.

의대 교육 프로그램으로 잘 알려진 알렉스 프로젝트 ALEX-project’를 개발한 장본인이다. (ALEX = Advanced Learning Exchange) 홉킨스 교수님은 대다수의 학생들이 자신이 알고 있다고 믿는 것보다 실제로 더 많은 것을 알고 있다고 생각한다.

부록: 교수법 전문가
K. 베인 Ken Bain (몽클레어주립대학교 역사학과 교수, 교육담당 부총장)

2018년 4월 9일 월요일

[플라즈마물리]Single Particle Motion - E cross B drift

Problem Consider a particle of charge \(q\) and mass \(m\), initially at rest at (0,0,0), in the presence of a static magntic field \(\vec{B}=B\hat{z}\) and \(\vec{E}=E\hat{y}\).

(a) Taking \(E, B > 0\), sketch the orbit of the particle when \(q>0\).

(b) Derive an exact expression for the orbit \([x(t),y(t),z(t)]\) or the particle. Express your answer in terms of \(E\), \(B\), and \(\omega_c\)

(c) Find the drift velocity after averaging the motion in time. If there were many particles of various charges and masses present, would there be any net current?

(d) Suppose the electric field were replaced by a force \(F\) in the \(y\)-direction. What would be the drift velocity?

Answer (a)

Answer (b)

\(\vec{B}=B\hat{z}\) and \(\vec{E}=E\hat{y}\). From Lorentz equation,

\[m\frac{dv}{dt}=q(\vec{E} + \vec{v}\times \vec{B})\]

\[\begin{aligned} \dot{v_x}&= \quad \quad \quad \quad \frac{q}{m}v_y B \nonumber \\ \dot{v_y}&= \frac{q}{m}\vec{E_y} - \frac{q}{m}v_xB \nonumber \\ \dot{v_z}&= 0\end{aligned}\]

In z-direction \[z(t) = constant = 0\]

\[\begin{aligned} \frac{dv_x}{dt} &= \frac{qB}{m}v_y = \omega_c v_y \nonumber \\ \frac{dv_y}{dt} &= \frac{qE}{m}-\frac{qB}{m}v_x = \frac{qE_y}{m}-\omega_c v_x \nonumber\end{aligned}\]

\[\begin{aligned} \frac{d^2 v_y}{dt^2} &= -\omega_c^2 v_y \nonumber \\ \frac{d^2 v_x}{dt^2} &= -\omega_c^2 \left(v_x-\frac{E}{B} \right) \nonumber\end{aligned}\]

since \(\frac{E}{B}\) is constant, \[\frac{d^2}{dt^2} \left[ v_x-\frac{E}{B} \right] = \frac{d^2 v_x}{dt^2} = -\omega_c^2 \left(v_x-\frac{E}{B} \right)\]

\[\begin{aligned} v_x &= iv_{\perp}e^{i\omega_c t} + \frac{E}{B}\nonumber \\ v_y &= v_{\perp}e^{i\omega_c t} \nonumber \end{aligned}\]

\[\begin{aligned} x(t) &= x(0) + r_L \cos{\omega_c t} +\frac{E}{B}t \nonumber \\ y(t) &= y(0) + r_L \sin{\omega_c t} \nonumber \end{aligned}\]

Answer (c)

\[<v_d> = \frac{\int_{-\infty}^{\infty}v_d f(v) dv}{\int_{-\infty}^{\infty}f(v) dv} = \frac{E}{B}\]

There will be no current because \(\vec{E} \times \vec{B}\) drifts the ions and electrons in the same direction.

Answer (d)

\[\begin{aligned} \vec{v_f}&= \frac{1}{q} \frac{\vec{F} \times \vec{B}}{B^2} \nonumber \\ &=\frac{FE}{qB}\hat{y}\end{aligned}\]

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2018년 4월 5일 목요일

[대학원-전자기학]문제풀이 델타함수와 발산

Problem Prove that \[\nabla^2 (\frac{1}{r}) = -4\pi \delta(\vec{x})\] where \(r=|\vec{x}|\)
Answer

\[\begin{aligned} \nabla^2 \frac{1}{r} = \nabla \cdot (\nabla \frac{1}{r}) = \nabla \cdot (-\frac{1}{r^2}\hat{r}) = \frac{1}{r^2}\frac{\partial}{\partial r}\left(r^2 \left( \frac{-1}{r^2}\right) \right) \nonumber\end{aligned}\]
Hence, the intergral of \(\nabla^2 \frac{1}{r} = 0\)
\[\int_v \nabla^2 \frac{1}{r} dv = 0\]
However, when we use the divergence theorem, we get different result.
\[\begin{aligned} \int_v \nabla^2 \frac{1}{r} dv &= \oint_s -\frac{1}{r^2}\hat{r} d\vec{a} \nonumber \\ &=\oint_s - \frac{1}{r^2} r^2\sin\theta d\theta d\phi \nonumber \\ &= -4\pi \nonumber\end{aligned}\]
This problem arise in the origin. Hence, we introduce delta function to solve this problem.
\[\nabla^2 (\frac{1}{r}) = -4\pi \delta(\vec{x})\]
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2018년 4월 4일 수요일

[대학원-전자기학]문제풀이

Problem Prove the symmetry property of the Green’s function satisfying the Dirichlet boundary condition \[G(\vec{x},\vec{x}^{\prime}) = G(\vec{x}^{\prime}, \vec{x})\]

Refer to Jackson Problem (1.14)

Answer

Green function \(G(\vec{x},\vec{x}^{\prime})\) satisfies Dirichlet boundary conditions; bound region \(\Omega\) with boundary \(d\Omega\), \(G(\vec{x},\vec{x}^{\prime})=0 \quad \forall x^{\prime} \in \partial \Omega\)

\[\int_V (\phi \nabla^2 \psi - \psi \nabla^2 \phi)d^3x = \oint_s \left[ \phi \frac{\partial \psi}{\partial n} - \psi \frac{\partial \phi }{\partial n}\right]da\]

Substitute \(\phi = G(\vec{x},\vec{y})\) and \(\psi = G(\vec{x}^{\prime},\vec{y})\).

\[\begin{aligned} \int_{\Omega} \left[ G(\vec{x},\vec{y})\nabla^2 G(\vec{x}^{\prime},\vec{y}) - G(\vec{x}^{\prime},\vec{y}) \nabla^2 G(\vec{x},\vec{y}) \right]d^3y =\nonumber \\ \int_{\partial \Omega}\left[ G(\vec{x}, \vec{y})\frac{\partial }{\partial n}G(\vec{x}^{\prime},\vec{y}) - G(\vec{x}^{\prime},\vec{y}) \frac{\partial}{\partial n} G(\vec{x},\vec{y}) \right]da \nonumber\end{aligned}\]

\(G(\vec{x}, \vec{x}^{\prime})\) satisfies Dirichlet B.C. Hence \(RHS=0\); \(\Phi\) is known on the surface and \(F\) can be chosen to make \(G_D(\vec{x},\vec{x}^{\prime}=0)\) Since \[\nabla^2 G(\vec{x},\vec{y}) = -4\pi \delta^3(\vec{x}-\vec{y})\]

\[\begin{aligned} \int_{\Omega} \left[ G(\vec{x},\vec{y})\nabla^2 G(\vec{x}^{\prime},\vec{y}) - G(\vec{x}^{\prime},\vec{y}) \nabla^2 G(\vec{x},\vec{y}) \right]d^3y = \nonumber \\ \int_{\Omega}\left[ -4\pi G(\vec{x},\vec{y}) \delta^3(\vec{x}^{\prime} - \vec{y})+G(x^{\prime},\vec{y}) 4\pi \delta^3(\vec{x}-\vec{y}) \right]d^3y \nonumber \\\end{aligned}\]

Finally

\[G(\vec{x},\vec{x}^{\prime}) = G(\vec{x}^{\prime}, \vec{x})\]

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