Дано:
Поверхностная плотность заряда на первой плоскости: σ1 = 5 * 10^-7 Кл/м^2
Поверхностная плотность заряда на второй плоскости: σ2 = 3 * 10^-7 Кл/м^2
Найти: Напряженность поля между плоскостями и вне плоскостей для случаев, когда заряды разноименные и одноименные.
Решение:
1) Заряды на плоскостях разноименные (σ1 > σ2):
а) Между плоскостями:
Поле E12 между плоскостями создается разностью зарядов на единицу площади:
Δσ = σ1 - σ2,
E12 = Δσ / (2 * ε0),
где ε0 - электрическая постоянная, значение которой около 8.85 * 10^-12 Кл^2/(Н*м^2).
Подставляем известные значения:
Δσ = (5 * 10^-7 - 3 * 10^-7) Кл/м^2 = 2 * 10^-7 Кл/м^2,
E12 = 2 * 10^-7 / (2 * 8.85 * 10^-12) ≈ 11.30 Н/Кл.
б) Вне плоскостей:
Поле E1 за первой плоскостью и поле E2 перед второй плоскостью равны соответственно модулю поля между плоскостями. Поэтому E1 = E2 = 11.30 Н/Кл.
2) Заряды на плоскостях одноименные (σ1 = -5•10-7 Кл/м2, σ2 = -3•10-7 Кл/м2):
Аналогично рассчитаем поля E12, E1 и E2:
Δσ = (5 * 10^-7 + 3 * 10^-7) Кл/м^2 = 8 * 10^-7 Кл/м^2,
E12 = 8 * 10^-7 / (2 * 8.85 * 10^-12) ≈ 45.20 Н/Кл,
E1 = E2 = 45.20 Н/Кл.
Ответ:
1) Для случая, когда заряды на плоскостях разноименные:
а) Напряженность поля между плоскостями: E12 ≈ 11.30 Н/Кл
б) Напряженность поля вне плоскостей: E1 = E2 ≈ 11.30 Н/Кл
2) Для случая, когда заряды на плоскостях одноименные:
а) Напряженность поля между плоскостями: E12 ≈ 45.20 Н/Кл
б) Напряженность поля вне плоскостей: E1 = E2 ≈ 45.20 Н/Кл