Die folgende Abbildung zeigt eine hohle Metallkugel mit positiver Punktladung draußen sitzen. Wie groß ist das elektrische Feld im Kugelmittelpunkt? Die Antwort ist Null (siehe hier am Anfang von Seite 4), aber ich verstehe nicht warum?
Angenommen, das elektrische Feld innerhalb der Kugel ist ungleich Null. Da sich innerhalb der Kugel keine Ladung befindet und elektrische Kraftlinien keine geschlossenen Schleifen bilden, sollten wir in der Lage sein, zwei Punkte A und B auf der Oberfläche der Kugel zu finden, sodass eine Kraftlinie bei A beginnt und bei B endet , wodurch eine Potentialdifferenz zwischen diesen Punkten entsteht. Da die Kugel jedoch aus Metall besteht (das normalerweise gute Leiter sind), fließt zwischen diesen beiden Punkten Strom, bis die Potentialdifferenz zwischen ihnen verschwindet. Im Gleichgewicht, dh wenn kein Strom fließt, sollte das elektrische Feld innerhalb der Kugel Null sein.
Da (1) die metallische Kugel eine Äquipotentialfläche ist und (2) das Potential innerhalb der Kugel die Laplace-Gleichung erfüllen muss , folgt aus dem Eindeutigkeitssatz , dass das Potential innerhalb der Kugel konstant ist und somit das elektrische Feld innerhalb der Kugel ist Null.
Der elektrische Fluss, der in die Kugel eintritt, ist gleich dem elektrischen Fluss, der die Kugel verlässt, also ist er Null ...
Emilio Pisanty
ShankRam