Warum beginnen und enden elektrische Feldlinien bei 90 Grad an der Oberfläche eines Leiters? [Duplikat]

Es gibt eine Eigenschaft elektrischer Kraftlinien, die besagt:

Elektrische Feldlinien beginnen und enden bei 90 Grad an der Oberfläche des Leiters.

Aber warum ist das so? Gibt es einen Beweis für diese Aussage oder wird sie durch irgendein Experiment beobachtet?

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Antworten (2)

Der Grund ist derselbe, warum das elektrische Feld in einem Leiter Null ist: Wenn es nicht Null ist, erfahren die freien Elektronen eine Kraft und bewegen sich (umordnen), bis sie keine Nettokraft mehr spüren (Summe aller Kräfte gleich Null). Wenn die Elektronen keine Kraft spüren, muss das elektrische Feld Null sein.

An der Oberfläche eines Leiters spüren die freien Elektronen eine Kraft senkrecht zur Oberfläche, können den Leiter aber nicht verlassen. Wenn es eine Komponente parallel zur Oberfläche gäbe, hätte die Kraft auf die Elektronen auch eine parallele Komponente und die Elektronen würden sich bewegen, bis diese Komponente Null ist.

Die Oberfläche des Leiters hat ein konstantes elektrostatisches Potential v und das elektrische Feld ist proportional zum Potentialgradienten: v . Per Definition steht der Gradient einer skalaren Größe immer senkrecht auf den Niveaukurven (Flächen).