Obojętny przewodnik obok dodatniej pałeczki

Rozwiązanie

Rozdzielenie nie jest dopływem

Wyznaczmy granicę układu wokół całego przewodnika. Nie ma połączenia z ziemią ani kontaktu z pałeczką, więc żaden elektron nie przekracza tej granicy. Możliwy jest ruch wewnętrzny, który zmienia położenie ładunków bez zmiany ich sumy.

Rozwiązanie

Elektrony przemieszczą się ku stronie bliższej dodatniej pałeczce. Po przeciwnej stronie powstanie ich niedobór. Całkowity ładunek pozostaje zerowy podczas polaryzacji i po odsunięciu pałeczki. Po jej usunięciu ustaje przyczyna rozdzielenia. Samo przyciąganie nie dowodzi więc, że przewodnik otrzymał netto elektrony z zewnątrz.

Co wykazałoby trwałe naładowanie?

Trwały niezerowy bilans wymagałby wymiany ładunku albo rozdzielenia przewodnika na części w czasie polaryzacji. Żadnego z tych kroków nie wykonano. Wewnętrzny ruch elektronów nie pozwala zastąpić końcowego zera znakiem ujemnym.

Dwa stany przewodnika, ten sam bilans

Na pierwszym szkicu minusy oznaczają lokalny nadmiar po bliższej stronie, a plusy równy niedobór po dalszej. Ich liczba jest schematyczna. Elektrony mogą poruszać się wewnątrz metalu, ale nie mogą w tym doświadczeniu przeskoczyć izolującej podstawy ani szczeliny do pałeczki. Całkowity ładunek pozostaje zerowy.

Po usunięciu pałeczki w przyjętym idealnym otoczeniu nie ma zewnętrznego pola wymuszającego taki rozdział. Ładunek netto nadal wynosi zero. Gdyby pałeczka była ujemna, strony nadmiaru i niedoboru zamieniłyby się miejscami; końcowe zero nie zmieniłoby się. To dobry sposób sprawdzenia, czy rozumowanie dotyczyło rozkładu, czy bilansu całego ciała.

Powiązana teoria

Ładunek i indukcja elektrostatyczna: rozdzielenie ładunków to nie ich stworzenie

Dalsza lektura

Materiał referencyjny