שאלות על מוליכים

[unknown9898]

שאלות על מוליכים

1) בהינתן כדור מוליך ובתוכו חלל שרירותי, למה השדה בתוכו אפס? ואם אני אשים מטען נקודתי בתוך החלל הזה, השדה עדיין יהיה אפס, למה? כתוב לי שזה לפי חוק גאוס, אבל לא הבנתי למה =/\ תודה מראש

 

[johngalt2]

לגבי השאלה הראשונה

השדה הוא לא אפס בגלל חוק גאוס - הוא אפס בגלל תכונות המוליך. בתוך המוליך המטענים חופשיים לנוע, ולכן במצב של שיווי משקל (מצב סטטי) הם מסתדרים בצורה שבה האנרגיה הפוטנציאלית של המערכת היא מינימלית - מה שאומר שהם מתפזרים אל הקליפה החיצונית. מה שחוק גאוס מאפשר לנו זה להוכיח מתמטית שבהכרח כל המטענים נמצאים בקליפה - זה בגלל שאנחנו יודעים (אמפירית, ומתוך ההגיון של ההסבר הנ"ל) שהדסה, ולכן השטף, בפנים הוא אפס, ואנחנו יודעים שהשדה (ולכן השטף) בחוץ הוא לא אפס, ולכן (מתוך חוק גאוס) כל המטען חייב להיות בדיוק בנקודה שבין הפנים לחוץ של המוליך. לגבי השאלה השנייה - וואלה, אני לא יודע. אני דווקא הייתי בטוח שבמקרה הזה השדה הוא לא אפס. אשמח לשמוע הסבר...

 

[johngalt2]

שהדסה = שהשדה

 

[electricity86]

שאלה 2 באמת מעניינת

אם במהלך תהליך ההתסדרות של המטענים על הקליפה, תשים מטען נקודתי בחלל, אז יפעל עליו כוח (כי הם עדיין לא התסדרו) והוא יסתדר יחד איתם בקליפה. אבל אם תשים אותו בחלל אחרי שהם כבר יסתדרו, אז לא יפעל עליו שום כוח, ככה נראה לי, ולכן זה נראה שכן יהיה שדה חשמלי בתוך הכדור.

 

[electricity86]

שאלה באותו הקשר

אנו יודעים מה השדה בתוך כדור מוליך חלול - E=0 - ומהו השדה מחוץ לכדור מוליך חלול E = kq/r^2 . מהו השדה בדיוק בנק' על הקליפה? תודה רבה.