$(a)$ દર્શાવો કે સ્થિરવિધુતક્ષેત્રના લંબ ઘટકનું, વિધુતભારિત સપાટીની એકબાજુથી બીજી બાજુ સુધી અસતતપણું
$\left( E _{2}- E _{1}\right) \cdot \hat{ n }=\frac{\sigma}{\varepsilon_{0}}$
દ્વારા અપાય છે. જ્યાં, ${\hat n}$ તે બિંદુએ સપાટીને લંબ એકમ સદિશ છે. $\sigma $ તે બિંદુએ વિધુતભારની પૃષ્ઠ ઘનતા છે. ( ${\hat n}$ ની દિશા બાજુ $1$ થી $2$ બાજુ તરફ છે. ) આ પરથી દર્શવો કે સુવાહકની તરત બહાર વિધુતક્ષેત્ર ${\sigma \hat n/{\varepsilon _0}}$ છે.
$(b)$ દર્શાવો કે સ્થિતવિદ્યુત ક્ષેત્રનો સ્પર્શીય $(Tangential)$ ઘટક, વિદ્યુતભારિત સપાટીની એક બાજુથી બીજી બાજુ સુધી સતત હોય છે. [ સૂચનઃ $(a)$ માટે ગોસના નિયમનો ઉપયોગ કરો. $(b)$ માટે સ્થિત વિદ્યુત ક્ષેત્ર વડે બંધ ગાળા પર કરેલું કાર્ય શૂન્ય છે તે હકીકતનો ઉપયોગ કરો. ]
$(a)$ Electric field on one side of a charged body is $E_{1}$ and electric field on the other side of the same body. is $E_z$. If infinite plane charged body has a uniform thickness, then electric field due to one surface of the charged body is given by,
$\overline{E_{1}}=-\frac{\sigma}{2 \epsilon_{0}} \hat{n}$
Where,
$\hat{n}=$ Unit vector normal to the surface at a point
$\sigma=$ Surface charge density at that point Electric field due to the other surface of the charged body,
$\overrightarrow{E_{2}}=-\frac{\sigma}{2 \epsilon_{0}} \hat{n}$
Electric field at any point due to the two surfaces,
$\overrightarrow{E_{2}}-\overrightarrow{E_{1}}=\frac{\sigma}{2 \epsilon_{0}} \hat{n}+\frac{\sigma}{2 \epsilon_{0}} \hat{n}=\frac{\sigma}{\epsilon_{0}} \hat{n}$
$(\overrightarrow{E_{2}}-\overrightarrow{E_{1}}) \cdot \hat{n}=\frac{\sigma}{\epsilon_{0}}$
since inside a closed conductor, $\overline{E_{1}}=0$
$\therefore d \vec{E}=\overrightarrow{E_{2}}=-\frac{\sigma}{2 \epsilon_{0}} \hat{n}$
Therefore, the electric field just outside the conductor is $\frac{\sigma}{\epsilon_{0}} \hat n$
$(b)$ When a charged particle is moved from one point to the other on a closed loop, the work done by the electrostatic field is zero. Hence, the tangential component of electrostatic field is continuous from one side of a charged surface to the other.
$10\ cm$ ત્રિજયા ધરાવતા ગોળાથી $20\ cm$ અંતરે વિદ્યુતક્ષેત્ર $100\ V/m$ છે.તો કેન્દ્રથી $3\ cm$ અંતરે વિદ્યુતક્ષેત્ર કેટલા .....$V/m$ થાય?
ત્રિજયા $‘a’$ અને ત્રિજયાા $‘b’$ ધરાવતા બે સમકેન્દ્રિય ગોળા ( જુઓ ચિત્ર ) ની વચ્ચેના ભાગમાં વિદ્યુત ઘનતા $\rho = \frac{A}{r}$ છે.જયાં $A$ અચળાંક છે અને કેન્દ્ર થી અંતર $r$ છે. ગોળાઓના કેન્દ્ર પર બિંદુવત વિદ્યુતભાર $Q$ છે.ગોળાઓનના વચ્ચેના ભાગમાં વિદ્યુતક્ષેત્ર અચળ રહે તે માટેના $A$ નું મૂલ્ય છે.
ગોસના નિયમના ઉપયોગો જણાવો.
$q$ વિદ્યુતભાર સાથે $r\, (r < R)$ ના વિદ્યુતભારીત ગોળીય વાહકના કેન્દ્રથી $r$ (અંતરે $R$) આવેલા બિંદુ આગળ વિદ્યુતક્ષેત્રની તીવ્રતા ....... હશે.
અનુક્રમે, $+ \sigma$ અને $+ \lambda$ વિદ્યુતભાર ધનતા ધરાવતા એક અનંત પૃષ્ઠ વિદ્યુતભાર અને અનંત રેખીય વિદ્યુતભારને, એકબીજાને સમાંતર $5\,m$ અંતરે રાખવામાં આવે છે. બિંદુ $P$ અને $Q$ એ રેખીય વિદ્યુતભારથી લંબઅંતરે પૃષ્ઠ તરફ અનુક્રમે $\frac{3}{\pi}\, m$ અને $\frac{4}{\pi}\,m$ અંતરે રહેલા બિંદુ છે. બિંદ્દુ $P$ અને $Q$ આગળ પરિણામી વિદ્યુતક્ષેત્ર ના મૂલ્યો અનુક્રમે $E_P$ અને $E _Q$ છે. જો $2|\sigma|=|\lambda|$ હોય, તો $\frac{E_P}{E_Q}=\frac{4}{a}$ મળે છે. $a$ નું મૂલ્ય ....... થશે.