Przewodnik w równowadze i ruch ładunku w polu jednorodnym

Potrzebne wiadomości: Natężenie pola, potencjał i równania ruchu przy stałym przyspieszeniu.

Co zeruje się w metalu?

W równowadze elektrostatycznej natężenie wewnątrz materiału przewodnika jest zerowe, a cały połączony przewodnik ma jednakowy potencjał. Nadmiar ładunku znajduje się na powierzchni. Przy ostrych fragmentach powierzchni pole na zewnątrz może być duże. Rozkład ładunku nie musi więc być równomierny.

Zamknięta osłona przewodząca chroni pustą wnękę przed zewnętrznym polem elektrostatycznym. Nie jest to twierdzenie o idealnym ekranowaniu dowolnej fali o każdej częstotliwości. Ładunek umieszczony wewnątrz wnęki zmienia warunki; trzeba odróżnić wnękę od samego materiału metalu.

Cząstka między okładkami

W centralnej części kondensatora płaskiego pomijamy brzegi i przyjmujemy E=|U|/d. Siła ma postać \vec F=q\vec E. Jeśli pominiemy grawitację i inne siły, przyspieszenie jest stałe: \vec a=q\vec E/m. Poprzeczna prędkość wejściowa daje paraboliczny tor, jak w klasycznym rzucie.

Dla E=1000 N/C, q=2·10⁻⁶ C i m=0,001 kg przyspieszenie wynosi 2 m/s² zgodnie z polem. Dla znaku ujemnego zwrot byłby przeciwny. Praca pola na przejściu od V₁ do V₂ to W=q(V_1-V_2). Równania nierelatywistyczne wymagają szybkości małych wobec c. Nie są instrukcją budowy układu wysokiego napięcia.

Zadania do tego tematu

• Pole między okładkami i przyspieszenie modelowej cząstki
• Ładunek biegnący poprzecznie przez pole
• Zerowe pole w metalu nie oznacza zerowego potencjału

Dalsza lektura

Materiał referencyjny