
No.3ベストアンサー
- 回答日時:
電気力線と言う概念で考えてください
一般にQ[c]の正電荷からは4πkeQ本の電気力線が出て、-q[c]の負電荷には4πkeq本の電気力線が入ります(ガウスの法則)
電気力線の性質はいくつかありますが、その一つに
「電気力線は正電荷から出て負電荷に入り途中で消えることは無い…①」というものがありますよね
また、「電界の強さと電気力線の本数の密度は関連しています…②」もあります
ここで、話を簡単にするために、内球の電荷をQ1=0、外殻はQ2の正電荷とします
電気力線は負電荷へ吸収されるとか、延々と続くとかでないと①に反してしまいますが
Q2から出る電気力線が仮に内球へ向かったとすると、Q1=0で、しかも電気力線が無限につづくというわけでもないので
電気力線は途中で途切れてしまう事になります・・・これは矛盾
従って、外殻球の電気力線は内部へ向かわず、言い換えれば(②より)Q2が内部の電界に影響を与えないという事でもあります
Q1≠0でも同じことではありますが、
+Q1から出る電気力線は内部へは向かいません
外部へ向かうとやがて外殻(内側)にぶつかるので、ここに-Q1がないと①に反してしまいます
このとき外殻の電荷は(電荷保存則により)トータルで+Q2ですから
外殻外側には+Q1+Q2となるわけです。
結果、Q2は内部に影響を与えていないとみなせる
と考えることもできます。
No.2
- 回答日時:
外球の電荷で内球の表面電荷を変えることが出来ないから。
内球をアースするとかして電荷が内球から動ける通路を作らないと
どうにもなりません。
導体の電荷は導体の表面にしか存在できません。
それと、内球を取り去ると外球の内側の電場は0に
なってしまうことに注意。
外球がどんなに電荷を抱えてても、金属はその影響を
完璧に遮蔽してしまいます。
これらは電束が必ず電荷から生じ、ガウスの法則に従う
ことを理解すれば、容易に理解できます。
No.1
- 回答日時:
内球の表面に分布する Q1 が、内球の内部にどのように影響していますか?
内球内部の電位と電場はどうなっていますか?
それと同じように考えればよいです。
(内球と外殻との間に空隙があるのは、その次の応用問題)
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