Электростатическая защита

[tech]

Здравствуйте.

Пусть имеется некоторый проводник (шар, допустим) с полостью внутри (дальше я буду называть эту конструкцию оболочкой), и пусть внутри оболочки и вне оболочки есть некоторые системы зарядов.

Утверждается, например, (отмечу это утверждение как утверждение $(*)$), что при перемещении зарядов внутри оболочки во внешнем пространстве поле никак меняться не будет. Это и есть то, чего я не понимаю. Ведь если мы перемещаем заряд внутри оболочки, то на внутренней её поверхности происходит перераспределение заряда, вследствие чего происходит перераспределение заряда на внешней поверхности, что, вообще, должно вести к изменению внешнего поля.

Если снаружи нет заряда, то я понимаю почему при перемещении заряда внутри оболочки, поле снаружи остаётся нулевым (утверждение $(1)$). И наоборот, если внутри нет заряда, я понимаю почему при перемещении заряда снаружи, поле внутри остаётся нулевым (утверждение $(2)$).
В Сивухине из этих двух утверждений следует утверждение $(*)$. Как?

Назовём ситуацией $(*)$ ситуацию, когда заряд есть и внутри, и снаружи оболочки. Ситуация $(1)$: заряд только внутри. Ситуация $(2)$: заряд только снаружи.

Пытался объяснить $(*)$ с помощью принципа суперпозиции, то есть наложить ситуации $(1)$ и $(2)$ друг на друга, но вот в чём беда: ситуация $(*)$ не получается наложением (суперпозицией) ситуаций $(1)$ и $(2)$ хотя бы потому, что в ситуации $(1)$, к примеру, распределение заряда на внутренней поверхности оболочки может отличаться (и, скорее всего, и будет отличаться) от распределения заряда на внутренней поверхности в ситуации ($*$).

Надеюсь, смог понятно объяснить, что хотел.

[DimaM]

tech в сообщении #906357 писал(а):

Если снаружи нет заряда, то я понимаю почему при перемещении заряда внутри оболочки, поле снаружи остаётся нулевым (утверждение $(1)$).

Если "снаружи" означает снаружи от оболочки, то данное утверждение попросту неверно.

[tech]

DimaM
Цитата (Сивухин, изд. 2006 г., стр. 53-54) : "При равновесии индуцированные заряды $q'$ располагаются по внутренней поверхности проводящей оболочки таким образом, чтобы полностью скомпенсировать внутри этой оболочки кулоновское поле зарядов $q$, окружаемых ею. Такая компенсация должна иметь место не только в стенках проводящей оболочки, но и во всём внешнем пространстве. Чтобы убедиться в этом..."

Я имел в виду до перемещения и в результате перемещения, не в процессе.

[DimaM]

tech в сообщении #906378 писал(а):

Цитата

По-видимому, в цитированном тексте приводился пример заземленной оболочки.

В ответ на ваш вопрос можно привести примерно такие рассуждения.
Пусть внутри изолированной оболочки конечной толщины находится суммарный заряд $q$. Тогда на внутренней поверхности наводится заряд $-q$, который распределяется так, что совместно с внутренними зарядами дает нулевое поле в толще оболочки. При перемещении внутренних зарядов величина наведенного заряда не изменится, и поле в толще оболочки останется нулевым. Поэтому снаружи тоже ничего не изменится.

[tech]

DimaM
В учебнике ни слова про заземление, просто однородный проводник с полостью; более того, там эти утверждения $(1)$ и $(2)$ доказываются.

Ну и я всё равно не понял, почему снаружи поле не изменится, ведь изменится распределение зарядов в оболочке: грубо говоря, плюсы и минусы встанут как-то по-другому.

[DimaM]

tech в сообщении #906410 писал(а):

Ну и я всё равно не понял, почему снаружи поле не изменится, ведь изменится распределение зарядов в оболочке: грубо говоря, плюсы и минусы встанут как-то по-другому.

Изменится распределение зарядов на внутренней поверхности оболочки, но вкупе с внутренними зарядами оно будет снаружи по-прежнему создавать нулевое поле.
А распределение зарядов на внешней стороне оболочки (которое только и создает поле снаружи), не изменится - оно вместе с внешними зарядами дает нулевое поле в толще оболочки, а внешние заряды остались на местах.

[tech]

А почему не изменится распределение зарядов на внешней стороне оболочки?

[DimaM]

tech в сообщении #906498 писал(а):

А почему не изменится распределение зарядов на внешней стороне оболочки?

Потому что оно зависит только от зарядов, расположенных снаружи (совместно с ними создает в толще нулевое поле).