Предположим, у нас есть сфера, но в отличие от теоретических она будет иметь, скажем, некоторую толщину. и внутренний радиус . Что меня интересовало, так это то, как он поведет себя, если мы поместим некоторый заряд в центре? Как будет выглядеть поле и какова будет плотность заряда с обеих сторон. Когда он заземлен, а когда нет.
Моя попытка:
Когда он не заземлен, я думал, что снаружи, если мы создадим сферическую поверхность по Гауссу с тогда только зарядка учитывать, чтобы он вел себя точно так же, как по собственному смыслу , и то же самое касается . внутри оболочки он будет равен нулю, так как это проводящая поверхность, поэтому . На внутренней поверхности и внешней поверхности сумма всех зарядов должна быть соответственно, поскольку они должны компенсировать друг друга, поэтому плотность будет .
Когда дело доходит до заземленной версии, я немного сбит с толку, так как не очень понимаю, в чем разница, кроме того факта, что первоначальная но электрический заряд все равно будет притягиваться к сфере от так что кажется, что нет никакой разницы, но я новичок, поэтому я не уверен, верен ли мой вывод или нет, и мне это кажется подозрительным, но я не могу указать на то, что по существу неправильно.
Думаю, у вас правильный подход к незаземленным. Для заземленного случая мы можем использовать теорему единственности, которая говорит, что при заданном распределении заряда и напряжении на границах существует только одно решение для напряжения. Заземленная сфера имеет поверхность на и в бесконечности, и без заряда снаружи. Я могу решить это, положив везде вне сферы нет электрического поля. Следовательно, в силу единственности это единственное решение и вне сферы нет электрического поля. Поскольку в проводнике также нет электрического поля, мы видим, что на внутренней поверхности должен быть индуцированный заряд, но не более того.
Прежде всего, как сфера может иметь толщину . У вас должна быть сфера радиуса себя (не вопрос если это не оболочка)?
Заряд должен выходить и распределяться по внешней поверхности сферы только при ее проведении. То, что вы сделали для неосновного состояния, исправлено, за исключением того, что предположение о и неправильно: это будет просто . Помните, что поле внутри проводника равно только. При заземлении весь заряд будет течь на землю, так как Земля находится на потенциал и сфера будет почти полностью разряжена, .
Илья