Il
Teorema di Gauss per il campo elettrico afferma
che il flusso uscente da una superficie chiusa è dato dal rapporto della
somma algebrica delle cariche contenute all’interno della superficie chiusa
con la costante dielettrica del mezzo che riempie lo spazio. Per dimostrare
ciò si prenda una sfera con una carica puntiforme al centro (una sfera
poiché il campo E ha la stessa intensità su tutta la sua superficie) e
la si suddivida in tante superfici S che risultino piane e perpendicolari
alle linee del campo generato dalla carica puntiforme (ricordiamo la formula:
, dove ) in modo tale che la normale a ciascuna superficie
sia parallela alle linee di campo in ogni punto. Sappiamo che il flusso
attraverso ciascuna superficie D S è dato dal
prodotto del campo elettrico per la superficie per il coseno dell’anglo
formato dal vettore campo elettrico e la normale alla superficie che,
essendo paralleli, è sempre 1, quindi ininfluente ( ). Perciò il flusso totale sarà
dato dalla somma dei flussi parziali, ovvero di ciascun flusso attraverso
ciascuna superficie cioè: . Sostituendo il campo con la formula
specifica ( ) e la superficie con
quella della sfera ( ) otteniamo che . Estendendo il concetto alla presenza di più cariche
all’interno della sfera si ottiene l’enunciato:
.
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