При выводе уравнений для различных распределений зарядов либо путем интегрирования электрического поля каждого заряда или по закону Гаусса, или по любому другому методу мы иногда находим некоторые выражения для электрического поля, которые постоянны по величине. Как может быть, что некоторые из этих электрических полей постоянны?
Позвольте мне объяснить мое замешательство. Для некоторых распределений заряда разумно сказать, что электрическое поле постоянно. Например, если мы сначала получим электрическое поле для диска с помощью интегрирования, а затем возьмем предел, в котором размер диска стремится к бесконечности, тогда диск будет таким же, как бесконечный слой заряда, и выражение для величины может становиться . В этом случае разумно сказать, что величина постоянна, потому что независимо от того, каково расстояние от листа, поле всегда будет одним и тем же, потому что расстояние ничтожно мало по сравнению с размером листа.
Однако мое замешательство пришло при изучении электрического поля проводника . Тот факт, что электрическое поле внутри проводника равно 0, является разумным, но вне проводника с помощью Гаусса найдено, что оно равно . Как это может быть возможным?! Как может не бесконечное распределение заряда создавать постоянное электрическое поле? Я изо всех сил пытаюсь понять, почему это возможно, не говоря о том, что проводник бесконечен или, по крайней мере, велик.
Буду признателен за любой ответ, спасибо.
Электрическое поле непостоянно. Выражение то, что вы процитировали, относится только к электрическому полю прямо на поверхности проводника (другими словами, бесконечно близко). На таком расстоянии поверхность всегда будет выглядеть как однородно заряженная плоскость.
Это можно установить по 3 причинам: