Равновесие зарядов

[Рубен]

В книге Иродова "Основные законы электромагнетизма" дан следующий пример, в котором доказывается невозможность равновесия системы зарядов в вакууме:



Рассмотрим теперь заряженный проводник. Его заряды какое-то время будут перемещаться, пока не распределятся по его поверхности и там придут в состояние равновесия. Теперь я задаюсь вопросом: заряды на поверхности проводника находятся лишь в электрическом поле кулоновских сил? Если да, то почему же тогда заряды на поверхности находятся в равновесии?


PS я понимаю, что в примере рассматривается вакуум, а у нас вещество, но какая разница, ведь силы, действующие на заряд, одной природы.

[ALEX165]

Source of the post
. Теперь я задаюсь вопросом: заряды на поверхности проводника находятся лишь в электрическом поле кулоновских сил? Если да, то почему же тогда заряды на поверхности находятся в равновесии?

Более того, ионы кристаллической решётки металла тоже в равновесии и основное их взаимодействие - электростатическое электронных оболочек...
Таким образом, без квантовой механики существование проводников (а так же и других твёрдых тел) необъяснимо.
Как кстати и существование атомов как устойчивых образований.

[Рубен]

Алекс, спасибо. К чему это было? Иродов, рассказывая об электрическом поле в веществе, начинает с проводников и постулирует ,что они непременно должны распределиться по поверхности:


Я попытался это доказать, применив "теорему" о равновесии заряда, но пришел к выводу, что и у поверхности проводника его условия с точки зрения электростатики не отличаются от условий внутри проводника.

Как же доказать, что заряды обязаны распределиться по поверхности?

[zam2]

Если принять, что межатомные/молекулярные/ионные взаимодействия обусловлены только электромагнитными силами, то получим, что существование приличного куска вещества невозможно.
Что там проводники. Кристалл поваренной соли должен распасться на ионы. Следовательно, есть другие силы. Доказательство от противного.
А почему условия на поверхности проводника не отличаются от условий внутри? На поверхности потенциальный барьер.

[ALEX165]

Source of the post
. Следовательно, есть другие силы. Доказательство от противного.

Других сил нет, есть другие законы - законы квантовой механики.

Source of the post
Алекс, спасибо. К чему это было? Иродов, рассказывая об электрическом поле в веществе, начинает с проводников и постулирует ,что они непременно должны распределиться по поверхности:


Я попытался это доказать, применив "теорему" о равновесии заряда, но пришел к выводу, что и у поверхности проводника его условия с точки зрения электростатики не отличаются от условий внутри проводника.

Как же доказать, что заряды обязаны распределиться по поверхности?

Рубен, потенциальный барьер на поверхности проводника - исключительно квановомеханическое явление. Точно так же электроны в атоме с точки зрения классической физики не могут вращаться по стационарным орбитам - они будут двигаться с ускорением и излучать, то есть терять энергию и соответственно падать на ядро (правда это будет происходить довольно медленно).

[zam2]

Source of the post Других сил нет, есть другие законы - законы квантовой механики.

Законы квантовой механики противоречат теореме Гаусса?

[Рубен]

Source of the post А почему условия на поверхности проводника не отличаются от условий внутри?

Source of the post с точки зрения электростатики

Source of the post На поверхности потенциальный барьер.

Source of the post Рубен, потенциальный барьер на поверхности проводника - исключительно квановомеханическое явление.

Да, об этом я слышал и даже читал что-то такое)

Выходит, без привлечения квантовой механики, невозможно объяснить, почему заряд распределяется по поверхности проводника? Почему же на это четко не указано сразу же во введении в главу?

[ALEX165]

Source of the post


Выходит, без привлечения квантовой механики, невозможно объяснить, почему заряд распределяется по поверхности проводника?

Да, выходит, но если принять за аксиому, что существует потенциальный барьер на поверхности (неважно какой природы), то вполне можно и заряды не разлетятся из проводника во все стороны.

Почему же на это четко не указано сразу же во введении в главу?

А это Вы у него (автора) спросите

Source of the post

Source of the post Других сил нет, есть другие законы - законы квантовой механики.

Законы квантовой механики противоречат теореме Гаусса?

:lool: Ни в малейшей степени не противоречат.

[zam2]

Потенциальный барьер на поверхности проводника электромагнитной (я бы даже сказал электростатической) природы. Иначе свободному электрону на него наплевать. Сосредоточение зарядов на поверхности вполне объясняется классикой.
Вот ПРОИСХОЖДЕНИЕ сил (обмен виртуальными частицами) - это территория квантовой физики.

[ALEX165]

Source of the post
Потенциальный барьер на поверхности проводника электромагнитной (я бы даже сказал электростатической) природы.

Природы - да, электромагнитной, но без квантовой механики ни барьер этот не объяснить, ни устойчивость кристаллической решётки.

Рубен, а доказательство что заряды на поверхности обычно неконструктивное - с пом. т. Гаусса - внутри не могут быть, значит - на поверхности.