Почему заряды равномерно распределяются по поверхности проводящего шара с зарядом внутри его полости?

Я думаю, что ваш вопрос в основном заключается в том, почему плотность поверхностного заряда на проводящей сфере остается неизменной, даже если полость с зарядом не находится в центре. Ваш случай можно изобразить как .

На этих рисунках я попытался изобразить проводящую сферу синим кружком, а зеленый кружок с Q внутри представляет собой полость, содержащую заряд.$Q$. На первом рисунке полость с зарядом находится посередине, а на втором рисунке полость с зарядом смещена вправо.

И ваш вопрос: почему в обоих этих случаях плотность поверхностного заряда на поверхности проводящей сферы (то есть синей окружности) одинакова?

Вы должны знать, что электрическое поле внутри проводника всегда равно нулю, свободные электроны в проводнике распространяются таким образом, что электрическое поле внутри проводника (очень важная вещь внутри проводника) равно нулю . Теперь, когда полость с зарядом$Q$в центре свободные электроны двигались и образовывали сферу вокруг полости, благодаря чему на поверхности сферического проводника создается суммарный положительный заряд. Итак, картина выглядит примерно так .

Электрическое поле из-за заряда в полости (зеленая стрелка) компенсируется электрическим полем из-за индуцированных зарядов (желтая стрелка), и, следовательно, чистое электрическое поле внутри проводника равно нулю.

Но когда полость с зарядом сдвинут немного вправо, вы говорите

Если мы немного сдвинем заряд +Q вправо или влево, в том же направлении соберется больше отрицательных зарядов, а положительные заряды на внешней поверхности проводника вообще не будут двигаться.

Разумеется, в эту сторону перемещается больше отрицательных зарядов из-за индукции, а положительные индуцированные заряды остаются такими, какими они были, потому что электрическое поле нейтрализуется, а это все, чего хочет проводник . Смотрите этот рисунок,

.

Вы можете видеть желтый прямоугольник, который я нарисовал, вы можете очень ясно видеть в этой области отрицательные индуцированные заряды и положительные заряды на поверхности очень близки, и, следовательно, электрическое поле здесь будет сильным (если вы проведете тест заряд в этой области, он будет сильно отталкиваться поверхностным положительным зарядом и сильно притягиваться индуцированными отрицательными зарядами, потому что расстояние в этой области очень меньше и объекты находятся близко друг к другу). Следовательно, сильное поле, создаваемое зарядом полости (поскольку он находится ближе к правой стороне, сильное поле будет создаваться им справа) нейтрализуется полем, создаваемым индуцированными зарядами (отрицательными и положительными на поверхность). И это все, что хочет дирижер.

Надеюсь это поможет.

«Почему это возможно? Положительные заряды отталкиваются друг от друга сильнее, чем они чувствуют электроны?» -

Если заряд внутри полости перемещается, отрицательные заряды на поверхности полости перераспределяются так, что электрическое поле равно нулю в каждой точке в объеме проводника. Положительные заряды на поверхности равномерно распределены по внешней поверхности проводника и не зависят от положения полости или положения заряда внутри полости, поскольку они полностью экранируются областью нулевого электрического поля.

«В электростатических условиях внутреннее электрическое поле равно нулю, но при перемещении заряда +Q ничего не может произойти? Может быть, внутреннее поле равно нулю, если поле от большего количества отрицательных зарядов на стороне уравновешивается полем от большего количества положительных зарядов на той же стороне. ." -

Перемещение заряда Q в полости изменяет электрическое поле внутри полости в зависимости от того, как вы его перемещаете. Однако отрицательные заряды на поверхности резонатора перестраиваются так, что электрическое поле в проводнике остается нулевым. На любую область вне полости не влияет движение зарядов внутри полости.

Это мой окончательный вывод и ответ: электрическое поле, обусловленное внутренним положительным зарядом и наведенным отрицательным, равно нулю в каждой точке проводника из-за их распределения; электрическое поле в проводнике остается нулевым, если положительные заряды, оставшиеся снаружи, равномерно распределяются по внешней поверхности в соответствии с законом обратных квадратов Кулона.