الموصلات في مجالات كهربية

الإلكترونات حرة في أن تتحرك خلال مادة ما موصلة استجابة للقوة الكهربية. افترض ان كرة صغيرة موجبة الشحنة موجودة فوق لوح معدني كبير كما في الشكل ((1. ستنجذب إلكترونات اللوح المعدني بواسطة الشحنة الموجبة. . وعلى الرغم من عدم تمكنها من مغادرة اللوح إلا أنها ستميل إلى الحركة تحو الشحنة الموجبة ولذا فغنه تتجمع عند سطح اللوح أقرب ما يكون من الكرة. ولو ان اللوح موصل بالأرض، فإن الشحنة السالبة ستسري من الأرض إلى داخل اللوح لتحل محل الإلكترونات التي دفعت إلى الحركة لتصبح اقرب ما يمكن من الكرة المشحونة. ولكن اللوح وهو في الاصل متعادل، سيكتسب الآن شحنة سالبة صافية مساوية عدداً للشحنة الموجبة مما ينتج عنه نمط المجال الكهربي المبين في الشكل ((1.

ويتم ترتيب الشحنات فوق اللوح بسرعة حيث تتهيأ الظروف حتى لا يحدث تحرك لمزيد من الشحنات داخل المعدن. ويسمى هذا الوضع الظرف الكهروستاتيكي، ويقتضي بروز الحقيقة كبيرة الأهمية التالية:

في الظروف الكهروستاتيكية لا يمكن للمجال الكهربي أن يوجد داخل الموصل.

ومن النتائج المهمة للمقولة السابقة أن:

في الظروف الكهروستاتيكية يكون المجال الكهربي الخارجي متعامداً مع سطح الموصل عند جميع النقط.

والبرهان على صحة هذه المقولة يكمن في حقيقة ان مركبة E الموازية لسطح الموصل ستجعل الإلكترونات تتحرك بطول السطح، ومرة اخرى، حتى يتحقق ظرف استاتيكي (ساكن). ام مركبة E العمودية فليست قوية بدرجة كافية (إلا في الظروف القصوى) حتى تنتزع الإلكترونات خارج سطح المعدن.

الشكل (1)