Сфера со стенками из проводника и из диэлектрика

[Cuprum2020]

Допустим у нас есть внешнее электростатическое поле напряжённостью ... ну пусть 700 В/м. И у нас есть электронейтральная сфера со стеклянными стенками

Если я правильно понимаю, то напряжённость электростатического поля в диэлектрике меньше чем напряжённость поля в вакууме, но это касается напряжённости поля именно внутри диэлектрика, и только, никакого экранирования поля диэлектриком не осуществляется и внутри стеклянной сферы напряжённость должна быть такой же как и снаружи, 700 В/м, а меньшей она, 100 В/м, будет только непосредственно в самом стекле. Здесь я прав?

Дальше возьмём металлическую сферу. В учебнике утверждается что напряжённость электростатического поля не только внутри проводника, но и внутри пустой полости в проводящей оболочке равна нулю. Это точно не зависит от толщины проводящей оболочки? То есть там оболочка толщиной допустим 0,1 мм уже успешно заблокирует внешнее электростатической поле сколь угодно большой напряжённости? Если так, то в чём принципиальная разница проводника и диэлектрика? Почему диэлектрик меняет поле только внутри себя самого, а проводник в том числе и внутри полости которую окружает?

[Mihr]

Cuprum2020 в сообщении #1577661 писал(а):

Если я правильно понимаю, то напряжённость электростатического поля в диэлектрике меньше чем напряжённость поля в вакууме, но это касается напряжённости поля именно внутри диэлектрика, и только, никакого экранирования поля диэлектриком не осуществляется и внутри стеклянной сферы напряжённость должна быть такой же как и снаружи, 700 В/м, а меньшей она, 100 В/м, будет только непосредственно в самом стекле. Здесь я прав?

Да.

Cuprum2020 в сообщении #1577661 писал(а):

То есть там оболочка толщиной допустим 0,1 мм уже успешно заблокирует внешнее электростатической поле сколь угодно большой напряжённости?

Пока она остаётся целой - да. Но не думайте, что как угодно тонкий лист металла выдержит как угодно большое электрическое давление. Это неверно.

Cuprum2020 в сообщении #1577661 писал(а):

в чём принципиальная разница проводника и диэлектрика?

В проводнике есть свободные заряды (заряды, способные перемещаться на любые расстояния в пределах проводника), в диэлектрике таковых нет (или практически нет).

Cuprum2020 в сообщении #1577661 писал(а):

Почему диэлектрик меняет поле только внутри себя самого, а проводник в том числе и внутри полости которую окружает?

В проводнике это достигается перемещением свободных зарядов. В диэлектрике нечему перемещаться, поэтому подобный эффект невозможен.

[Ende]

Тема перемещена из форума «Физика» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»
Причина переноса: не указана.

-- 17.01.2023, 22:37 --

Cuprum2020
За почти три года на форуме Вы могли бы и уяснить, в каком разделе нужно создавать подобные темы.

[DimaM]

Cuprum2020 в сообщении #1577661 писал(а):

Если я правильно понимаю, то напряжённость электростатического поля в диэлектрике меньше чем напряжённость поля в вакууме, но это касается напряжённости поля именно внутри диэлектрика, и только, никакого экранирования поля диэлектриком не осуществляется и внутри стеклянной сферы напряжённость должна быть такой же как и снаружи, 700 В/м, а меньшей она, 100 В/м, будет только непосредственно в самом стекле. Здесь я прав?

Вообще говоря, нет. Так будет, когда толщина стенок пренебрежимо мала по сравнению с радиусом, причем в областях, далеких от экватора сферы.
В общем случае диэлектрическое тело меняет распределение поля снаружи от себя.

[Cuprum2020]

DimaM в сообщении #1577726 писал(а):

далеких от экватора сферы

Экватор сферы это линия сечения сферы плоскостью проходящей через её центр и перпендикулярной заряженной пластине создающей однородное электрическое поле?

DimaM в сообщении #1577726 писал(а):

диэлектрическое тело меняет распределение поля снаружи от себя

В каких масштабах? Например если толщина стеклянной стенки 1см, то на каком расстоянии от поверхности стекла поле окажется изменённым?

[DimaM]

Cuprum2020 в сообщении #1578090 писал(а):

В каких масштабах? Например если толщина стеклянной стенки 1см, то на каком расстоянии от поверхности стекла поле окажется изменённым?

Вот примерно на таких масштабах поле и будет искажаться.

[Cuprum2020]

DimaM в сообщении #1578256 писал(а):

Вот примерно на таких масштабах поле и будет искажаться

А если метр то на метре?

[DimaM]

Cuprum2020 в сообщении #1578265 писал(а):

А если метр то на метре?

Где-то так.
А если еще электроды близко, то искажения будут больше.

[sergey zhukov]

Cuprum2020
Когда диэлектрик вносять в однородное электростатическое поле, оно искажается.

Когда диэлектрик вне поля, его диполи в среднем замкнуты сами на себя и не создают никакого внешнего электрического поля. Когда же диэлектрик оказывается в электрическом поле, его диполи приходят в порядок и создают некоторое собственное общее поле. Если бы можно было зафиксировать диполи поляризованного во внешнем поле диэлектрика, а потом убрать внешнее поле, то у диэлектрика осталось бы собственное электрическое поле (которое, кстати, и за пределы диэлектрика выходит). Вот это поле и вносит искажение.

Вот здесь можете это посмотреть на примере, скажем, Dielectric cylinder in field:
http://www.falstad.com/emstatic/index.html

Тут много и других интересных интерактивных примеров из физики.

[Cuprum2020]

DimaM в сообщении #1578266 писал(а):

Где-то так

sergey zhukov в сообщении #1578297 писал(а):

его диполи

Вот я как раз про диполи и хотел написать. Плечо диполя ведь должно быть по порядку равно размерам молекулы, если не меньше. А поле диполя убывает по кубу расстояния от диполя. Откуда же может браться существенное поле формируемое маленькими диполями на столь значительном (1м) удалении от диэлектрика?

Вот эта задача:

Цитата:

В однородном электрическом поле находятся вплотную прижатые друг к другу пластины винипласта, текстолита и слюды, расположенные так, что силовые линии перпендикулярны большим граням пластин. Напряжённость поля в текстолите 60 В/м. Найти напряжённость поля в винипласте, слюде, а также напряжённость поля вне пластин

получается не очень корректная?

[sergey zhukov]

Cuprum2020
По ваши рассуждениям так и магнитов постоянных не может быть. Магнитное поле кольца с током на его оси зависит от расстояния, как $\sim R^{-3}$. Как же тогда из этих элементарных токовых контуров создается магнитное поле на значительном расстоянии от магнита?

Задача достаточно корректная. Тут речь о том, что края этих пластин где-то далеко, можно не учитывать краевые эффекты (силовые линии перпендикулярны пластинам, поле однородно). Тогда задача становится одномерной и действительно получается, что поле внутри каждой пластины однородно, а на границах пластин оно скачком меняется.

Это следствие простых граничных условий, простой геометрии, сведения задачи к одномерной. Если геометрия более сложная (вроде сферы), решение усложняется.

[Cuprum2020]

sergey zhukov спасибо, кмк, разобрался