23.5
Si consideri una sfera con densità di carica uniforme.
Supponiamo che la sfera sia ruotata in qualsiasi direzione radiale; la densità di carica rimane invariata. Poiché la densità di carica è solo una funzione della distanza, il sistema possiede una simmetria sferica.
Se una sfera ha una distribuzione di carica diversa in ogni quarto, la densità di carica dipende dalla direzione. Quindi, questo sistema non è sfericamente simmetrico.
La simmetria sferica è quindi determinata solo dalla forma della distribuzione di carica e non dalla forma del sistema.
Quando c'è una distribuzione di carica sfericamente simmetrica, l'ampiezza del campo elettrico su una superficie gaussiana adatta è costante.
Il campo elettrico è parallelo al vettore area, rendendo il flusso un prodotto dell'ampiezza del campo elettrico e dell'area superficiale.
Applicando la legge di Gauss, l'espressione per magnitudo del campo elettrico si semplifica in una relazione algebrica.
Supponiamo che la densità di carica sfericamente simmetrica sia distribuita su un volume. L'ampiezza del campo elettrico all'esterno della sfera è equivalente a quella di una carica puntiforme con una grandezza uguale alla carica totale della distribuzione di carica sferica.
Una distribuzione di cariche ha simmetria sferica se la densità di carica dipende solo dalla distanza da un punto nello spazio e non dalla direzione.…
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