چگونه می توانیم به اطرافیان خود آزار برسانیم ؟ می توانیم مدتی با جوراب روی فرش راه برویم و سپس نوک بینی دوست خود را لمس می کنیم جرقه ای زده می شود! امّا در صورتی که همین عمل را با کف دست انجام دهید چنین اتفاقی روی نمی دهد؟ (ما فرض را بنا بر این می گزاریم که شما به صورت عرف روی فرش گام نهاده اید!)
چرا هنگامی که این عمل را با کف دست انجام می دهیم این کاربه خوبی انجام نمی گیرد؟
نوک انگشتان دست نسبت به کف دست نوک تیز ترهستند و از طرفی نوک بینی هم از آن نوک تیز تر.در این صورت تجمع بارهای اضافی در این نقاط بیش تر از نقاط دیگر است از این رو تخلیه الکتریکی در این نقاط بهتر صورت می گیرد.
بیایید چنین بیان کنیم که ما برای آن که بگوییم یک جسم به صورت یکنواخت بار دار شده یا غیر یکنواخت یک میزان به نام چگالی سطحی بیان نماییم. در این صورت نسبت بار به سطح را برابر عددی فرض کنیم و با توجه به این عدد که بیان گر یک نسبت است میزان بار را در هر سطح بررسی کنیم. (مساحت خارجی جسم/مقدار بار = چگالی سطحی)
در صورتی که این عدد در تمام نقاط با توجه به بار آن یکسان باشد بیان کنیم این عدد واحد بیانگر چگالی سطحی بار سطح مورد نظر است.(جسم را رسانا فرض کرده ایم.)
حال یک کره را در نظر می گیریم می دانیم کره یک سطح هموار و یکنواخت است از این رو در تمام نقاط آن نسبت به نقاط دیگر به یک میزان بار توزیع می شود.(می توان با یک الکتروسکوپ به راحتی این مسأله را در یافت.)
همان گونه که گفتیم کره یک حجم یکنواخت و هم وژن است از این رو تمام نقاط آن دارای یک مقدار بار الکتریکی توزیع شده هستند. (منظور بار توزیع شده در سطح است.)
بنابراین می توانیم بگوییم چگالی سطحی بار در تمام نقاط با هم برابر است. لذا در تمام نقاط به دلیل آن که چگالی سطحی برابر است از این رو برای دو جزء سطح یکسان بار یکسان توزیع شده است..........
امّا برای مکعب چنین بیانی صادق نیست. مکعب یک جسم همگن نیست، زیرا دارای برآمدگی و نوک تیز هایی در رئوس آن می باشد از این رو با در نظر گرفتن یک توزیع در نقاطی که سطح کوچک تر است مخرج ما کوچک تر می گردد از این رو چگالی سطحی بار در آن نقاط بزرگ تر و لذا تجمع بارها در آن نقاط بیش تر از سایر نقاط می گردد. به عبارت دیگر چون بارها در این نقاط از سایر نقاط تجمع بیش تری دارند.(این هم می توانید با الکتروسکوپ دریابید) با کوچک بودن جزء سطح در این نقاط چگالی سطحی که نسبت بار به سطح بیان شده بود بزرگ تر از سایر نقاط می گردد.
لذا بهتر آن است که برای آن که حداکثر آزار را برسانید با جوراب به مدت زیاد روی فرش را روید و بینی خود را به بینی دوستتان تماس دهید.(البته من فکر می کنم نوک تیز ترین نقطه باشند) و از این آزمایش لذت ببرید.
در اثر توزیع بار در یک جسم نارسانا بار ایجاد شده در محل ایجاد باقی می ماند و حرکت قابل ملاحظه ای انجام نمی دهد. اما در یک جسم رسانا به دلیل آن که الکترون های آزاد زیاد هستند این بار در تمام سطح رسانا پخش و توزیع می شود.از این رو می توان گفت که ما در درون جسم رسانا هیچ گونه بار الکتریکی نداریم ، به عبارت دیگر توزیع بار فقط بر روی سطح خارجی می باشد، زیرا :
1. بار ها می خواهند در دورترین حالت نسبت به هم قرار گیرند (دافعه ی نیرو های هم نام)
2 . سطحی بیرونی کره بیش ترین مساحت را دارا است .
(نکته : اگر کره سوراخ باشد یا در باز کمی نشتی بار خواهم داشت.)