大至急回答おねがいします。物理の質問です。

質問

今日テストがあり、とても困ってます。

半径Ｒの金属急があり、その表面にＱの電荷が一様に分布しています。急の中心Ｏから、ｒの位置にできる電場の強さを求めてください。ただし、ｒ＞Ｒ、Ｑ＞０とします。という問題があったのですが、
僕がわからないところは、
１、Ｏを中心とする半径ｒの球面を貫いて出る電気力線のそう本数は4πkQ本であること。
つまり、Ｏを中心とする半径ｒの球面の内側全体で、電荷がＱになること。
それと、
２、電気力線が放射状に均等に広がること。
です。
そこで、僕なりに１晩考えてみたところ、１については
半径Ｒの金属急があり、その表面にＱの電荷が一様に分布しています。
という意味を間違えて考えているのではないかと考えました。
これは一体どういう意味なのでしょうか？

２についてはどうしてかまったくわかりません。

これが気になって夜も眠れませんでした。
どちらかだけでも結構ですので、回答よろしくお願いします。

回答No.1

vivipvpv

＞今日テストがあり、とても困ってます。
ということは、これ投稿した時点ではテスト終わっているというわけかあぁ・・・
まあ、後学のため回答致しやすぅ
＞１、Ｏを中心とする半径ｒの球面を貫いて出る電気力線のそう本数は4πkQ本であること。
＞つまり、Ｏを中心とする半径ｒの球面の内側全体で、電荷がＱになること。
金属球の表面に分布する電荷を総合したのがQで
これにガウスの法則を適用して電場を求めると
４πｋQ本であることがわかるだけの話では？？

この問題、ガウスの法則を素直に適用すればいいので、
説明省きまうす
どの教科書にものってる

＞電気力線が放射状に均等に広がること。
電荷は均等に分布しているので、
便宜のため、等間隔に電荷ρが球表面に並んでいると考えますかぁ
等間隔に並んだ二つのρに着目しますよう
お互い横成分の電場を相殺するよねぇ？
さらに横に等間隔にρがあって、着目したρの横成分の電場を相殺するよねぇ？
これが、球一周するまで繰り返されて、
結果として残るのは球表面に鉛直な方向の電場というのもわかるよねぇ？
そして、球表面の電荷が鉛直方向の電場を残すから、電場は放射状にひろがるう
金属球の表面の電荷は均等に分布するので、電気力線は均等ということになるぅ

この説明でいいかなぁ？？

以下は余談
球表面に一様に電荷は分布するから、球内部は電場が０なのだ
電荷が対照的に、そして一様に分布するから、方向・大きさともに丁度よく相殺するぅ
これはガウスの法則を適用してもわかることだよねぇ？
球内部に電荷はないよねぇ？
これは、球内部の電位は一定であることを示すよぅ
電位の距離微分は－電場に等しいよねえ？
だから、電荷の移動は起こらない
これが、金属球における電荷の落ち着いた状態
逆にいうと、導体に電荷を与えると、
導体内部に電荷が残らない形で導体表面に一様に電荷が分布して落ち着くことになるぅ
もちろん、静電気学の話だけど

さらだじゃｂ