21. Молекулярная физика - электродинамика: качественная задача: #207079
В нижней половине незаряженного металлического шара находится сферическая полость, заполненная воздухом. В центр полости помещен положительный точечный заряд $q > 0.$
Шар находится вдали от других объектов. Изобразите картину силовых линий электростатического поля.
Внутри полости.
Поле создается только зарядом $q.$
Силовые линии радиально расходятся от заряда (как у точечного заряда).
На внутренней поверхности шара индуцируется заряд $-q,$ силовые линии подходят к ней перпендикулярно.
В толще металла.
В проводнике в электростатическом поле заряды перераспределяются так, чтобы поле внутри было нулевым.
Все силовые линии заканчиваются на внутренней поверхности.
Снаружи шара.
На внешней поверхности индуцируется заряд $+q$ (по сохранению нейтральности шара).
Поле эквивалентно полю точечного заряда $+q$ в центре шара.
Обоснование.
$1.$ Теорема Гаусса для поля в полости.
$2.$ Свойства проводников в электростатике (поле внутри равно нулю).
$3.$ Принцип суперпозиции полей.
$4.$ Сохранение нейтральности проводника.