2018-03-03
Если напряженность $E$ в данной точке равна нулю, то должен ли в ней равняться нулю и потенциал? Приведите несколько примеров, подтверждающих вашу точку зрения.
Решение:
Понимая под напряженностью $\vec{E} = - grad \phi$ меру скорости спада потенциала $\phi$, можно сказать, что равенство нулю $\vec{E}$ в какой-нибудь точке поля означает, что в окрестности этой точки потенциал постоянен. В частности, так как при $E=0$ разность потенциалов $\phi_{2} - \phi_{1} = 0$ и, следовательно, $\phi_{2} = \phi_{1}$, то формально математически мы можем принять последнее равенство за тождество и положить $\phi_{2} = \phi_{1} = 0$. Однако определенный физический смысл остается все же лишь за разностью потенциалов.
Примером может служить исследование поверхности заряженного проводника зондом, соединенным со стрелкой электрометра, корпус которого заземлен. Показаниями прибора будет $\phi = const$, что доказывает равенство нулю тангенциальной слагающей $E_{ \tau}$, независимо от того, отнесем мы потенциал $\phi = const \neq 0$ к Земле или примем за нуль уровень самого проводника ($\phi = const = 0$).
Другой пример: постоянная разность потенциалов между обкладками плоского конденсатора и постоянство самих потенциалов вне обкладок. Здесь, как и выше, определенный физический смысл остается за разностью потенциалов, а какую точку между обкладками выбрать за нулевое значение потенциала безразлично (рис.).