Каким образом возникает электростатическое поле между двумя бесконечными параллельными заряженными плоскостями? Какова

Сквозь_Тьму

40

Электростатическое поле между двумя бесконечными параллельными заряженными плоскостями возникает из-за разности потенциалов между ними.

Чтобы понять этот процесс, сначала рассмотрим первый вопрос: как возникает электростатическое поле между плоскостями?

Представим, что у нас есть две параллельные заряженные плоскости. Пусть первая плоскость имеет положительный заряд \(Q\) и находится на расстоянии \(d\) от второй плоскости, которая имеет отрицательный заряд \(-Q\). Заряды на плоскостях равномерно распределены и являются бесконечно большими.

В результате такого распределения зарядов, между плоскостями возникает разность потенциалов. Если взять точку внутри этого пространства, то она будет находиться в зоне влияния обеих плоскостей. На эту точку будет действовать сила со стороны обеих плоскостей. Поскольку заряды равномерно распределены по плоскостям, то сила от одной плоскости будет компенсироваться силой от другой плоскости, так как силы равны, но противоположно направленны и силы имеют одно и то же значение. В результате, всякий заряд, находящийся внутри этих плоскостей, будет ощущать нулевую силу, что означает равенство потенциалов.

Теперь перейдем к второму вопросу: какова напряженность поля между плоскостями и за их пределами?

Напряженность поля между плоскостями можно рассчитать, зная разность потенциалов между ними и расстояние между плоскостями:

\[E = \frac{{\Delta V}}{{d}}\]

где \(E\) - напряженность электрического поля, \(\Delta V\) - разность потенциалов между плоскостями, \(d\) - расстояние между плоскостями.

Напряженность поля за пределами плоскостей равна нулю, так как между плоскостями нет разности потенциалов. Следовательно, за пределами плоскостей электростатическое поле отсутствует.

Чтобы построить график изменения напряженности поля вдоль перпендикулярной плоскостям линии, нужно учесть, что напряженность поля между плоскостями (на расстоянии от нижней плоскости до верхней) постоянна и равна \(E\), а за пределами плоскостей (до достижения первой плоскости и после покидания второй плоскости) напряженность поля равна нулю. Таким образом, график будет иметь вид:

\[
\begin{array}{c|c}
x & E \\
\hline
-\infty & 0 \\
0 & E \\
d & E \\
\infty & 0 \\
\end{array}
\]

где \(x\) - координата вдоль перпендикулярной плоскостям линии, \(E\) - напряженность электрического поля.

Надеюсь, этот подробный ответ помог вам лучше понять, как возникает электростатическое поле между двумя бесконечными параллельными заряженными плоскостями, а также какова напряженность этого поля между плоскостями и за их пределами. Если у вас есть дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать.