任意取球内一点,过这一点画三条相邻的直线,交球面为两个关于该点相对的三角形,也就是两个相对的三棱锥,当然取三棱锥的顶角无穷小,可以证明两个三棱锥相似,设球面两三角形到该点的距离为x和x',则相应的三角形的面积之比为x^2:x'^2,而球面均匀带电,所以三角形区域所带的电荷之比也为x^2:x'^2,而电荷产生的场强反比于距离的平方,也就是x'^2:x^2,所以两个相应的三角形区域的电荷在该点产生的场强大小相等,方向相反,所以合场强为0。
这样过该点做无穷多的直线,可以把球面完全划分为一系列对应的三角形,显然这些对应的三角形区域的电荷在该点产生的场强的总和为0。
而该点是任意取的,所以球内任意一点的场强为0,所以一个均匀带电的球壳内部场强为0。
画图看会更清楚。
当然对球面电荷在球内任一点的场强积分也可以。
首先假定电荷在球壳上是均匀分布的,对于球课内任意一点。
考虑球内任意一点的电场,是所有球壳上电荷在该点的场的叠加。
e=
q/r*r
(平方反比)
对整个球壳积分,最后可以得到电场强度为零
上面那个回答很好了,而且不用微积分就证明了。其实在电磁学中,用高斯定理来说明最简单。在内部区域取一点,做一个球面包围它,显然球内无电荷,所以场强为0。而且用高斯定理证明带电腔体内场强为0可以不限于球体,任意形状都行。
看高数的Gauss定理