વિધુતભારિત ગોળાની બહારના વિસ્તારમાં ગાઉસના પ્રમેય પરથી વિધુતક્ષેત્રનું સૂત્ર મેળવો.
વિધુતભારિત ગોળાની બહારના વિસ્તારમાં ગાઉસના પ્રમેય પરથી વિધુતક્ષેત્રનું સૂત્ર મેળવો.
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે વિદ્યુતભાર ધનતા $\rho$ ધરાવો $R$ ત્રિજ્યાનો ગોળો ધ્યાનમાં લો. આવા ગોળાના લીધે ઉદ્ભવતું વિદ્યુતક્ષેત્ર ત્રિજ્યાવર્તી હોય છે.
ગોળા પરનો કુલ વિદ્યુતભાર $Q =\frac{4}{3} \pi R ^{3} \rho$ છે.
જેનું કેન્દ્ર ગોળાન કેન્દ્ર પર સંપાત થતું હોય તેવું $r> R$ ત્રિજ્યાનું ગોળાકાર ગાઉસિયન પૃષ્ઠ $S _{2}$ વિચારો. આ ગાઉસિયન પૃષ્ઠથી ધેરાતો વિદ્યુતભાર
$q=\frac{4}{3} \pi R^{3} \rho$
અને આ પૃષ્ઠ સાથે સંકળાયેલ ફ્લક્સ,
$\phi=\int \overrightarrow{ E } \cdot d \vec{a}=\int E d a \cos 0^{\circ}$
$\therefore \phi= E \int d a$
$\therefore \phi= E \times 4 \pi r^{2}$$\ldots (2)$
ગાઉસના પ્રમેય પરથી,
$\phi=\frac{q}{\varepsilon_{0}}$
સમી.$(2)$ અને $(3)$ પરથી,
$E \times 4 \pi r^{2}=\frac{q}{\varepsilon_{0}}$
$\therefore E \times 4 \pi r^{2}=\frac{4}{3} \times \frac{\pi R ^{3} \rho}{\varepsilon_{0}} \quad$ (સમી.$(1)$ અને સમી.$(2)$ પરથી)
$\therefore E =\frac{\rho}{3 \varepsilon_{0}} \times \frac{ R ^{3}}{r^{2}}$$\ldots (4)$
Similar Questions
પરમાણુ માટેના પ્રારંભિક મોડેલમાં, $Ze$ વિદ્યુતભાર ધરાવતું ધન વિધુતભારિત બિંદુવતુ ન્યુક્લિયસ તેની આસપાસ $R$ ત્રિજ્યા સુધી નિયમિત ઘનતાના ઋણ વિધુતભાર વડે ઘેરાયેલું છે. સમગ્રપણે પરમાણુ તટસ્થ છે. આ મૉડેલ માટે ન્યુક્લિયસથી $r$ અંતરે વિધુતક્ષેત્ર કેટલું હશે ?
પરમાણુ માટેના પ્રારંભિક મોડેલમાં, $Ze$ વિદ્યુતભાર ધરાવતું ધન વિધુતભારિત બિંદુવતુ ન્યુક્લિયસ તેની આસપાસ $R$ ત્રિજ્યા સુધી નિયમિત ઘનતાના ઋણ વિધુતભાર વડે ઘેરાયેલું છે. સમગ્રપણે પરમાણુ તટસ્થ છે. આ મૉડેલ માટે ન્યુક્લિયસથી $r$ અંતરે વિધુતક્ષેત્ર કેટલું હશે ?
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે અંદરની ત્રિજયા $a$ અને બહારની ત્રિજયા $b$ ધરાવતા ગોળીય કવચની અંદર $R$ ત્રિજયા અને $q$ વિદ્યુતભાર ધરાવતો ધાતુનો ગોળો છે. તો વિદ્યુતક્ષેત્ર $\overrightarrow{{E}}$ વિરુદ્ધ તેના કેન્દ્ર $O$ થી અંતર $r$ સાથેનો ગ્રાફ લગભગ કેવો મળશે?
આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે અંદરની ત્રિજયા $a$ અને બહારની ત્રિજયા $b$ ધરાવતા ગોળીય કવચની અંદર $R$ ત્રિજયા અને $q$ વિદ્યુતભાર ધરાવતો ધાતુનો ગોળો છે. તો વિદ્યુતક્ષેત્ર $\overrightarrow{{E}}$ વિરુદ્ધ તેના કેન્દ્ર $O$ થી અંતર $r$ સાથેનો ગ્રાફ લગભગ કેવો મળશે?
- [JEE MAIN 2021]
$R$ ત્રિજયાના ગોળીય કવચમાં કેન્દ્રથી અંતર નો વિદ્યુતક્ષેત્ર $E$ વિરુધ્ધનો આલેખ કેવો થાય?
$R$ ત્રિજયાના ગોળીય કવચમાં કેન્દ્રથી અંતર નો વિદ્યુતક્ષેત્ર $E$ વિરુધ્ધનો આલેખ કેવો થાય?
આકૃતિમાં એક ખૂબ મોટું ધન વિદ્યુતભારિત સમતલ પૃષ્ઠ દર્શાવેલ છે. $P _{1}$ અને $P _{2}$ એ વિદ્યુતભાર વિતરણથી $l$ અને $2 l$ જેટલા લઘુત્તમ અંતરે બે બિંદુુઓ છે. જે પૃષ્ઠ વીજભાર ઘનતા $\sigma$ હોય, તો $P_{1}$ અને $P_{2}$ આગળ વિદ્યુતક્ષેત્ર $E_{1}$ અને $E_{2}$ માટે સાચો વિકલ્પ પસંદ કરો
આકૃતિમાં એક ખૂબ મોટું ધન વિદ્યુતભારિત સમતલ પૃષ્ઠ દર્શાવેલ છે. $P _{1}$ અને $P _{2}$ એ વિદ્યુતભાર વિતરણથી $l$ અને $2 l$ જેટલા લઘુત્તમ અંતરે બે બિંદુુઓ છે. જે પૃષ્ઠ વીજભાર ઘનતા $\sigma$ હોય, તો $P_{1}$ અને $P_{2}$ આગળ વિદ્યુતક્ષેત્ર $E_{1}$ અને $E_{2}$ માટે સાચો વિકલ્પ પસંદ કરો
- [JEE MAIN 2022]
$r_1$ અને $r_2$ ત્રિજ્યાની સમકેન્દ્રી રિંગ પર $Q_1$ અને $Q_2$ વિધુતભાર છે તો કેન્દ્રથી $r$ $(r_1 < r < r_2)$ અંતરે વિધુતક્ષેત્ર શોધો
$r_1$ અને $r_2$ ત્રિજ્યાની સમકેન્દ્રી રિંગ પર $Q_1$ અને $Q_2$ વિધુતભાર છે તો કેન્દ્રથી $r$ $(r_1 < r < r_2)$ અંતરે વિધુતક્ષેત્ર શોધો
- [AIIMS 2009]