قضیه گاوس یکی از قوانین اساسی الکترودینامیک است که از نظر ساختاری در سیستم معادلات دانشمند بزرگ دیگر - ماکسول - گنجانده شده است. این رابطه بین شدت جریان های هر دو میدان الکترواستاتیک و الکترودینامیکی را که از یک سطح بسته عبور می کنند، بیان می کند. نام کارل گاوس در دنیای علمی کمتر از ارشمیدس، نیوتن یا لومونوسوف به نظر نمی رسد. در فیزیک، نجوم و ریاضیات، حوزه‌های زیادی وجود ندارد که این دانشمند برجسته آلمانی مستقیماً در توسعه آنها مشارکت نداشته باشد.
قضیه گاوس نقش کلیدی در مطالعه و درک ماهیت الکترومغناطیس ایفا کرده است. به طور کلی، به نوعی تعمیم و تا حدودی تفسیری از قانون معروف کولن تبدیل شده است. این دقیقاً موردی است که در علم چندان نادر نیست، زمانی که پدیده های یکسان را می توان به روش های مختلف توصیف و فرمول بندی کرد. اما قضیه گاوس نه تنها اکتسابی اعمال می شودمعنی و کاربرد عملی آن کمک کرد تا به قوانین شناخته شده طبیعت از منظری کمی متفاوت نگاه کنیم.
از برخی جهات، او به یک پیشرفت بزرگ در علم کمک کرد و پایه و اساس دانش مدرن در زمینه الکترومغناطیس را پی ریزی کرد. پس قضیه گاوس چیست و کاربرد عملی آن چیست؟ اگر یک جفت بار نقطه ایستا را بگیریم، ذره ای که به آنها وارد می شود با نیرویی که برابر با مجموع جبری مقادیر همه عناصر سیستم است جذب یا دفع می شود. در این حالت، شدت میدان کلی که در نتیجه چنین تعاملی شکل می‌گیرد، مجموع اجزای مجزای آن خواهد بود. این رابطه به طور گسترده ای به عنوان اصل برهم نهی شناخته شده است، که به فرد اجازه می دهد تا هر سیستمی را که توسط بارهای چند بردار ایجاد می شود، بدون توجه به تعداد کل آنها به دقت توصیف کند.
با این حال، هنگامی که تعداد زیادی از این ذرات وجود دارد، دانشمندان در ابتدا با مشکلات خاصی در محاسبات مواجه شدند که با استفاده از قانون کولمب قابل حل نبود. قضیه گاوس برای میدان مغناطیسی به غلبه بر آنها کمک کرد، اما برای هر سیستم نیروی بارهایی که شدت کاهشی متناسب با r −2 دارند معتبر است. ماهیت آن به این واقعیت خلاصه می شود که تعداد دلخواه بارهایی که توسط یک سطح بسته احاطه شده اند، شار شدت کل برابر با مقدار کل پتانسیل الکتریکی هر نقطه از صفحه داده شده دارند. در عین حال، اصول تعامل بین عناصر در نظر گرفته نمی شود، که بسیار ساده می شودمحاسبات بنابراین، این قضیه محاسبه میدان را حتی با تعداد نامتناهی حامل بار الکتریکی ممکن می‌سازد.
درست است، در واقع این فقط در مواردی از آرایش متقارن آنها امکان پذیر است، زمانی که سطح مناسبی وجود دارد که از طریق آن می توان قدرت و شدت جریان را به راحتی محاسبه کرد. به عنوان مثال، یک بار آزمایشی که در داخل یک جسم رسانا به شکل کروی قرار می گیرد، کوچکترین اثر نیرویی را تجربه نخواهد کرد، زیرا شاخص قدرت میدان در آنجا برابر با صفر است. توانایی هادی ها در بیرون راندن میدان های مختلف الکتریکی صرفاً به دلیل وجود حامل های بار در آنها است. در فلزات این عملکرد توسط الکترون ها انجام می شود. چنین ویژگی هایی امروزه به طور گسترده در فناوری برای ایجاد مناطق مختلف فضایی که در آن میدان های الکتریکی عمل نمی کنند استفاده می شود. این پدیده‌ها کاملاً با قضیه گاوس برای دی‌الکتریک‌ها توضیح داده می‌شوند، که تأثیر آن بر سیستم‌های ذرات بنیادی به قطبش بارهای آنها کاهش می‌یابد.
برای ایجاد چنین جلوه هایی، کافی است ناحیه خاصی از کشش را با یک شبکه محافظ فلزی احاطه کنید. اینگونه است که دستگاه های حساس با دقت بالا و افراد از قرار گرفتن در معرض میدان های الکتریکی محافظت می شوند.
