MODIFIKASI DISTRIBUSI MUATAN BERDASARKAN DISTRIBUSI FERMI-DIRAC DAN APLIKASINYA PADA HUKUM GAUSS

Abstract

Hukum Gauss merupakan salah satu hukum fundamental fisika, khususnya dalam kajian listrik. Salah satu variabel penting untuk dapat menggunakan hukum Gauss adalah kemampuan menentukan muatan yang terlingkupi permukaan Gauss. Umumnya, definisi distribusi muatan suatu objek didefinisikan oleh fungsi sepenggal (piecewise continuous function). Pada makalah ini diajukan suatu model distribusi muatan yang berlaku untuk di seluruh lokasi. Model tersebut disusun berdasarkan analogi dengan fungsi distribusi Fermi-Dirac. Model yang diajukan mengandung fungsi eksponensial yang terkait dengan radius benda dan dilengkapi dengan suatu parameter untuk menghindari munculnya lekukan kurva yang bersifat tidak fisis. Distribusi muatan tersebut dapat digunakan untuk simulasi menghitung muatan yang terlingkupi oleh permukaan Gauss dan menentukan medan listriknya. Beberapa kasus yang ditinjau adalah objek bola padat serta bola konsentris. Jika dibandingkan dengan distribusi muatan konvensional, distribusi muatan termodifikasi lebih sederhana dan dapat mereduksi algoritma proses komputasi. Oleh karena itu hal ini dapat dimanfaatkan dalam pembuatan media pembelajaran berbasis komputer yang ringkas dan sederhana.