Электрическое поле внутри идеального проводника

У меня есть некоторые сомнения относительно электрического поля внутри идеального проводника (назовем его Е). Точно, я читал два разных описания

1) В книгах по физике я читал, что электрическое поле внутри проводника, находящегося в электростатическом равновесии, равно 0. Физическая причина этого в том, что все заряды, находящиеся в равновесии, распределены по внешней поверхности проводника, так как только это распределение может уменьшить их силы отталкивания. Математическое представление об этом дается уравнением J = сигма * E. Фактически, поскольку сигма = бесконечность и J = 0 (поскольку равновесие означает, что заряд не движется), мы обязательно должны иметь E = 0.

Согласно этому объяснению, Е = 0 только в электростатическом равновесии.

2) В книгах по электромагнитным полям я читал объяснение, похожее, но не идентичное. Я читал, что поскольку J должно иметь конечное значение, а J = сигма * Е и сигма = бесконечность, то получаем Е = 0.

Согласно этому объяснению, нет никакого упоминания об электростатическом равновесии. Кажется, что внутри проводника в любом состоянии мы имеем E = 0. Также, если на него подается источник напряжения или что-то подобное.

Теперь у меня два вопроса:

  • Какое описание правильное?

  • Известно, что металл способен отражать ЭМ волны. Связано ли это с тем, что E = 0 в его внутренних точках?

Кинка-Бё, название вашего вопроса включает термин «идеальный проводник», но ваш первый вопрос включает в себя утверждение о проводниках в целом , а не только об идеальных проводниках. Вы четко понимаете разницу между «дирижером» и «идеальным дирижером»?
Я думаю, что проводник имеет конечную (но не 0) проводимость, а идеальный проводник имеет бесконечную проводимость, правильно ли это? Итак, на практике является ли проводником просто любой материал, не являющийся полностью диэлектриком?
Kinka-Byo, важно иметь в виду, что идеальный проводник не является физическим (поэтому прилагательное идеальный ), но полезен для упрощения вычислений, чтобы получить достоверные результаты (в области работы, где справедливо приближение идеального проводника). Например, в физическом проволочном проводнике подвижными носителями заряда являются электроны, тогда как в идеальном проводнике мы думаем только о подвижном заряде — свойства носителей заряда абстрагируются. Здесь было несколько недавних вопросов, в которых ОП пришел к противоречию, слишком далеко зашедшему в приближении идеального проводника.
Также не забывайте, что есть материалы, которые не являются ни хорошими проводниками, ни хорошими изоляторами, например, полупроводники.

Ответы (1)

Первое описание верно для всех проводников, а второе верно только для идеальных проводников.

Причина, по которой первый работает для всех проводников, заключается в том, что в электростатике мы можем сказать: «Если любой заряд движется, наше предположение об электростатике нарушается», поэтому электрическое поле даже в неидеальном проводнике нарушает это предположение и, следовательно, не допускается. С другой стороны, если мы допускаем полностью динамическую систему, мы можем иметь движущийся заряд в проводнике если это не идеально. Это должно быть очевидно, поскольку в реальном мире заряды постоянно движутся по проводникам. Так что в этом случае аргумент справедлив только потому, что проводимость, о , бесконечно, что справедливо только для идеальных проводников.

Что касается второго, то лучший ответ, который я знаю, это то, что мы используем граничные условия, чтобы понять, как поля ведут себя вблизи поверхностей, и когда вы выполняете вычисления, вы получаете отражение. Если я правильно помню, Е "=" 0 используется для получения идеализированного идеального отражения в задаче об идеализированном идеальном проводнике.

Почему 1 и 2 верны соответственно для проводников и идеальных проводников? Где предположения в этих двух описаниях?
@ Kinka-Byo Я добавил раздел, чтобы ответить на ваш дополнительный вопрос.
Отлично, большое спасибо
Электрическое поле внутри идеального проводника
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v