Die Frage ist: Wenn ich eine Messingplatte zwischen zwei Ladungen einfüge, was passiert mit der Kraft zwischen den Ladungen? Würde es zunehmen, abnehmen oder gleich bleiben?
Erhöht die Messingplatte die Dielektrizitätskonstante des Mediums und verringert sich dadurch die Kraft?
Die richtige Antwort ist, dass es zunehmen wird. Aber ich verstehe nicht wie.
Die Messingplatte ist ein Leiter, daher ist das Potential auf beiden Seiten gleich. Die Dicke der Messingplatte wird daher vom effektiven Abstand zwischen den beiden Ladungen abgezogen, wodurch die elektrische Feldstärke in dem verbleibenden offenen Raum zwischen den Ladungen höher wird. Dieses stärkere Feld bewirkt, dass jede Ladung mehr Kraft erfährt.
Ein weiterer Effekt ist, dass sich die Form des Feldes ändert. Da die leitfähige Platte überall auf ihrer Oberfläche das gleiche Potential hat, sieht nun jede Ladung eine Ebene bei halber Spannung und halbem Abstand, im Gegensatz zur Punktladung zuvor.
Wenn Sie eine Messingplatte von beträchtlicher Dicke nehmen und sie zwischen zwei Ladungen platzieren, sagen wir positiv und negativ, findet in der Messingplatte eine Induktion statt, da sie ein Leiter ist: Die Elektronen verschieben sich zum Ende in der Nähe der positiven Ladung, während die Kationen in der Nähe bleiben die negative Ladung. Nun tritt Induktion auf, um das Feld außerhalb eines bestimmten Bereichs zu Null zu machen. Hier sind die fraglichen Bereiche die Punktmengen zwischen der Platte und den Ladungen. Daher versucht die Ladungsgröße auf jeder Seite der Platte so nahe wie möglich zu sein, aber im Vorzeichen entgegengesetzt zu der Ladung, der sie gegenübersteht. Daher steigt die (hier) anziehende Kraft, aufgrund des geringeren Abstands (die Messingplatte ist näher an einem geladenen Teilchen als das andere geladene Teilchen, da es zwischen ihnen gehalten wird), während die Abstoßungskraft vergleichsweise schwächer ist, da die Messingplatte eine beträchtliche Dicke hat und den Abstand zwischen gleichen Ladungen (wie Ladungen, die das geladene Teilchen und die ähnliche Ladung auf der gegenüberliegenden Seite der Platte sind). Eine ähnliche Frage findet sich im Problembuch von SS Krotov.
Garyp
Olin Lathrop
Garyp