Charged Conducting Sphere in Constant Electric Field

A conducting sphere of radius on whose surface resides a total charge Q is placed in a uniform electric field E₀ (see Figure 1.1). Find the potential

 Figure 1.1

at all points in space exterior to the sphere. What is the surface charge density?

SOLUTION

Look for a solution of the form

where ϕ₀ = -E₀ · r is the potential due to the external field and ϕ₁ is the change in the potential due to the presence of the sphere. The constant vector E₀ defines a preferred direction, and therefore the potential ϕ­₁ may depend only on this vector. Then, the only solution of Laplace’s equation which goes to zero at infinity is a dipole potential

(1)

where A is some constant (alternatively, we may write the solution in terms of Legendre polynomials and obtain the same answer from the boundary conditions). So

(2)

On the surface of the sphere, ϕ is constant:

(3)

where θ is the angle between E₀ and r (see Figure 1.2). From (3), we find that A = a³, and finally

(4)

The surface charge density

Figure 1.2

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

قسم الشؤون الفكرية يطلق باقة من النشاطات الرقمية الخاصة بشهر المحرم

العتبة العباسية المقدسة تختتم السلسلة الأولى لمشروع المحاضرات القرآنية العاشورائية في بابل

العتبة العباسية المقدسة تسلّم راية العزاء إلى تجمّع مواكب محافظة الديوانية

قسم الشؤون الفكرية يواصل إقامة المجالس الحسينية ضمن سلسلة (بيوت النعيم)

المزيد

الآخبار الصحية

أكل الطعام بسرعة.. طريق سريع إلى أمراض خطيرة

أطعمة طبيعية تعزز الطاقة في الحر.. ماذا تأكل في الصيف؟

تناول الجبن.. مفيد للجسم أم خطر يهدد صحتك؟

طبيبة أسنان تحذر.. لا تتجاهل هذه العلامة بعد التنظيف

المزيد

الآخبار التكنلوجية

أداء خلايا البيروفسكايت الشمسية تحت الماء قد يزيد كفاءة تحويل الكهرباء

مسافة الأمان: أساس القيادة الآمنة وتجنب الحوادث

هل القيادة السريعة تعني استهلاك اكثر للوقود؟

لماذا يعتبر كوكب المريخ غير صالح للحياة؟

المزيد

مواضيع ذات صلة

جسيمات التماثل الفائق الفوتينوات ، سكواركات ..المادة الظل.. الأكسيونات ..إلخ .

ريادةالانسان للفضاء -قدرة الله في خلق الطيور(كيف الهمت الطيور الانسان )

التجريبية المنطقية وميكانيكا الكم: رؤية كاسيرر بين العلم والفلسفة

المفاهيم الفيزيائية بين الدقة العلمية والتأويل الفلسفي

"توحيد العلوم عبر استبعاد الميتافيزيقا

إرنست ماخ: توحيد الفيزياء عبر الإدراكات الحسية واستبعاد الميتافيزيقا

"الفيزياء بين الكلاسيكية والكم: من حتمية الأشياء إلى نسبية القوانين"

قوانين البقاء في الفيزياء The Conservation Laws of Physics

من كاسيرر إلى ميكانيكا الكم: تطور مفهوم السببية في الفيزياء والفلسفة

نظرة فلسفية لميكانيكا الكم: هل يمكن فهم الحياة بمفاهيم الفيزياء؟

الطول والزمن في النسبية: التحدي الفيزيائي للفلسفة التقليدية

نسبية الطول بين الفيزياء والفلسفة: أينشتاين في مواجهة فالين