23.5
Rozważmy kulę o jednolitej gęstości ładunku.
Załóżmy, że kula jest obrócona w dowolnym kierunku promieniowym, gęstość ładunku pozostaje niezmieniona. Ponieważ gęstość ładunku jest tylko funkcją odległości, układ posiada symetrię sferyczną.
Jeśli kula ma inny rozkład ładunków w każdej ćwiartce, gęstość ładunku zależy od kierunku. Tak więc ten system nie jest sferycznie symetryczny.
Symetria sferyczna jest więc określana tylko przez kształt rozkładu ładunku, a nie przez kształt układu.
Gdy występuje sferycznie symetryczny rozkład ładunku, wielkość pola elektrycznego na odpowiedniej powierzchni Gaussa jest stała.
Pole elektryczne jest równoległe do wektora powierzchni, co sprawia, że strumień jest iloczynem wielkości pola elektrycznego i pola powierzchni.
Stosując prawo Gaussa, wyrażenie na wielkość pola elektrycznego upraszcza się do relacji algebraicznej.
Załóżmy, że sferycznie symetryczna gęstość ładunku jest rozłożona na objętości. Wielkość pola elektrycznego na zewnątrz kuli jest równoważna wielkości ładunku punktowego o wielkości równej całkowitemu ładunkowi rozkładu ładunku sferycznego.
Rozkład ładunku ma symetrię sferyczną, jeśli gęstość ładunku zależy tylko od odległości od punktu w przestrzeni, a nie od kierunku. Innymi słowy, jeśl…
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.