Проводники в электростатическом поле. Мухамедшин И.Р - 17 стр.

UptoLike

17
оболочка экранирует внешнее пространство от зарядов, находящихся внутри
этой оболочки. Подчеркнем, что незаземленная оболочка такой экранировки не
создает.
Полученные нами результаты позволяют сделать следующий вывод:
замкнутая проводящая оболочка разделяет пространство на внутреннюю и
внешнюю части, в электрическом отношении совершенно не зависящие друг от
друга. Это надо понимать так: после любого перемещения
зарядов внутри
оболочки никаких изменений поля во внешнем пространстве не произойдет, а
значит и распределение заряда на внешней поверхности оболочки останется
прежним. То же относится и к полю внутри полости (если там есть заряды), и к
распределению индуцированных зарядов на стенках полостиони также
останутся неизменными в результате перемещения зарядов
вне оболочки.
Конечно, это все справедливо только в рамках электростатики.
Общая задача электростатики
Мы знаем, что если известен потенциал в каждой точке пространства, то
легко найти напряженность электрического поля (
Е
grad
ϕ
=
) Для нахождения
потенциала необходимо знать плотность объемных и поверхностных зарядов во
всех точках пространства. Однако практически это редко бывает известно, не
известно также распределение зарядов, индуцированных на поверхностях
проводников. Поэтому обычно приходиться иметь дело с задачами иного типа:
дано расположение и форма всех находящихся в поле проводников, известны
также либо
потенциалы всех проводников, либо заряды всех проводников (либо
заряды некоторых проводников и потенциалы остальных), и необходимо
определить поле создаваемое этими проводниками и распределение зарядов на
их поверхностях.
Эта задача сводиться к решению уравнения Лапласа
0
ϕ
∆= с граничными
условиями на поверхностях проводников. Покажем, что сформулированные
выше условия определяют однозначно поле в каждой точке пространства и,
соответственно, распределение зарядов на проводниках. Математически это
означает, что уравнение Лапласа имеет при таких граничных условиях
оболочка экранирует внешнее пространство от зарядов, находящихся внутри
этой оболочки. Подчеркнем, что незаземленная оболочка такой экранировки не
создает.
    Полученные нами результаты позволяют сделать следующий вывод:
замкнутая проводящая оболочка разделяет пространство на внутреннюю и
внешнюю части, в электрическом отношении совершенно не зависящие друг от
друга. Это надо понимать так: после любого перемещения зарядов внутри
оболочки никаких изменений поля во внешнем пространстве не произойдет, а
значит и распределение заряда на внешней поверхности оболочки останется
прежним. То же относится и к полю внутри полости (если там есть заряды), и к
распределению индуцированных зарядов на стенках полости – они также
останутся неизменными в результате перемещения зарядов вне оболочки.
Конечно, это все справедливо только в рамках электростатики.

Общая задача электростатики
    Мы знаем, что если известен потенциал в каждой точке пространства, то
легко найти напряженность электрического поля ( Е = − gradϕ ) Для нахождения
потенциала необходимо знать плотность объемных и поверхностных зарядов во
всех точках пространства. Однако практически это редко бывает известно, не
известно также распределение зарядов, индуцированных на поверхностях
проводников. Поэтому обычно приходиться иметь дело с задачами иного типа:
дано расположение и форма всех находящихся в поле проводников, известны
также либо потенциалы всех проводников, либо заряды всех проводников (либо
заряды некоторых проводников и потенциалы остальных), и необходимо
определить поле создаваемое этими проводниками и распределение зарядов на
их поверхностях.
    Эта задача сводиться к решению уравнения Лапласа ∆ϕ = 0 с граничными
условиями на поверхностях проводников. Покажем, что сформулированные
выше условия определяют однозначно поле в каждой точке пространства и,
соответственно, распределение зарядов на проводниках. Математически это
означает, что уравнение Лапласа имеет при таких граничных условиях

                                     17