半径 の球面上に
電荷
が一様に分布している場合の,
中心から距離
の位置での電界の強さを求める。
半径
の球面を考えると,
その表面上のすべての点で,電界の大きさ
は等しく, 方向は面に垂直である。
また球面内部の全電荷は であるから,
ガウスの定理より,
が成立する。したがって,中心から の位置での電界の大きさは,
となる。つまり,帯電球面の外側の電界は,点電荷の場合と同じである。
次に,帯電球面の内部の電界を考える。
半径 の球面上の各点でも, 電界があるとすれば,それは大きさが等しく,方向は面に垂直なはずである。
このとき,球面内部の電荷は0であるから,ガウスの定理より,
,
したがって, となる。
つまり,帯電球面の内部の電界は0である。