静电平衡,为什么电荷分布在导体表面 。以及带电物体电荷为什么也分布在物体表面?
以及有没有大神能解释一下法拉第圆筒实验电荷为什么只分布在外表面 拜托了
简单理解,同种电荷相斥,所以都往远处跑,又不会跑到绝缘体上,所以都在表面了。
自由电子在导体中受电场力可以运动,为了平衡,只能处于边边处
首先,这个说法是不严谨的
导体球内部电势为0
导体球外部才存在电势
事实上……电荷到底是不是只分布在外表面
是无法证明的事情
说得可能不对,欢迎拍砖
静电平衡下的导体,内部电势处处相等。这个不难理解吧?否则电势差产生电场,电荷就要运动,那就不是静电平衡了。
既然等势,那就意味著没有电势差,内部电场处处为零,所以任何一个闭合曲面的积分都是零。根据高斯定律,得到电荷的体积分为零。因为导体内部处处满足,所以,内部就处处没有电荷。
那么电荷就只能在导体表面了。
可以证明纯粹的静电力是不可能导致静电平衡的,静电平衡必然有非静电力的参与。比如电子如果想要跑出导体,需要克服一个比较大的势垒,这就相当于电子在导体表面受到了一个抑制其向外跑的力,这才导致了静电平衡。
净电荷之间互相排斥,但又被导体拦住出不去,所以静电平衡时净电荷就都在表面了。
另外所谓导体表面也不是二维的,那只是一个简单的理解,毕竟我们这个世界空间还是三维的。微观上来看在导体表面附近净电荷也是有一个密度分布的。
电荷只分布在带电导体的表面,证明实验:法拉第圆管实验。
推荐阅读: