Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 11471
2019-11-17 
Доказать, что электрический заряд не может находиться в устойчивом равновесии под действием только электростатических сил.
Решение:
Пусть имеется некоторое поле $\vec{E} (x, y, z)$, в одной из точек которого, например О, положительный заряд находится в состоянии устойчивого равновесия. Это значит, что при малом отклонении заряда от точки О в любую сторону возникает сила, стремящаяся вернуть его обратно. Отсюда следует, что в точке О сходятся все силовые линии, находящиеся в ближайшей к этой точке окрестности. Но такое возможно, лишь если в О расположен отрицательный заряд (ср. задачу 11412). Следовательно, положительный заряд там разместить невозможно, что опровергает исходное предположение и доказывает теорему, содержащуюся в тексте задачи (теорема Ирншоу).
Из доказанной теоремы следует вывод фундаментальной важности. Как известно, любой атом содержит положительно (протоны) и отрицательно (электроны) заряженные частицы. С точки зрения электростатики такая система не может быть устойчива! А так как громадное большинство атомов устойчиво, приходится с неизбежностью считать атом системой динамической, т. е. приписать либо протонам, либо электронам непрерывное движение.
Доказать, что электрический заряд не может находиться в устойчивом равновесии под действием только электростатических сил.
Решение:
Пусть имеется некоторое поле $\vec{E} (x, y, z)$, в одной из точек которого, например О, положительный заряд находится в состоянии устойчивого равновесия. Это значит, что при малом отклонении заряда от точки О в любую сторону возникает сила, стремящаяся вернуть его обратно. Отсюда следует, что в точке О сходятся все силовые линии, находящиеся в ближайшей к этой точке окрестности. Но такое возможно, лишь если в О расположен отрицательный заряд (ср. задачу 11412). Следовательно, положительный заряд там разместить невозможно, что опровергает исходное предположение и доказывает теорему, содержащуюся в тексте задачи (теорема Ирншоу).
Из доказанной теоремы следует вывод фундаментальной важности. Как известно, любой атом содержит положительно (протоны) и отрицательно (электроны) заряженные частицы. С точки зрения электростатики такая система не может быть устойчива! А так как громадное большинство атомов устойчиво, приходится с неизбежностью считать атом системой динамической, т. е. приписать либо протонам, либо электронам непрерывное движение.
