スレイター・フランク Ⅰ 問題11
半径aの中空の金属の球の中に、中心から r のところに電気量 qがおかれている。qに働く力は
であることを証明せよ。
(解)
これは鏡像の問題であるが、普通、球殻の鏡像は、中に考えるんだが、中に真電荷がある場合、外に鏡像電荷を置いてあげて
中心からの距離をdとすると
と、この関係を満たせばいい。中の電荷がqなので外の鏡像にプライムを付けた。
これと
の条件を満たしていれば、全く同じであって、球面上での電位が0になる。
この関係を使ってdを消去すれば、電荷と2点間の距離は
となる。
これを使ってクーロンの法則を適用すれば、
(おわり)




