Учитывая симметрию поля, в качестве гауссовых поверхностей выбираем сферические поверхности, центры которых совпадают с центром сферы (шара) (рис. 14.7).
Рис. 14.7. К расчету поля сферы
Разобьем пространство на две области:
а) r 1 < R – внутри сферы S .
Внутри этой гауссовой поверхности зарядов нет (Q = 0) и, следовательно, Е = 0.
б) r 2 > R – вне сферы S.
Поскольку , то En = E, а при фиксированном r Е = const, тогда
Тогда
,(14.27)
,(14.28)
, (14.29)
где
= const (14.30)
– поверхностная плотность заряда.
Модуль вектора напряженности электростатического поля заряженной сферы равен
(14.31)