Пусть безграничная плоскость заряжена с поверхностной плотностью заряда . Вследствие симметрии электрического поля относительно плоскости вектор напряженности перпендикулярен плоскости и на одинаковом удалении от неё принимает одинаковые по модулю значения сверху и вниз от плоскости Выше плоскости вектор направлен вверх, ниже плоскости – вниз: (рис. 12).
x S1 >0
0 S
S2
|
|
Рис. 12. Заряженная плоскость и воображаемый параллелепипед
Выделим на плоскости прямоугольник S и построим на нём параллелепипед, основания которого параллельны плоскости и находятся на одинаковом расстоянии от нее. Примним к поверхности параллелепипеда S электростатическую теорему Гаусса:
.
На боковой поверхности параллелепипеда =0, на основаниях параллелепипеда
Так как ∆S1=∆S2=∆S3 и En1= E1x= , En2=-E2x=- , где индексом n помечены проекции векторов и на нормаль к заряженной плоскости, то
.
На основаниях параллелепипеда напряжённость электрического поля одинакова по модулю и противоположна по направлению, значит
, или
Над плоскостью ниже плоскости