или в сокращенной форме
где индекс О означает, что соответствующую величину нужно брать для начала координат. Сила, действующая на наш рой, будет
есть электрический момент нашегороя зарядов (ср. при этом выводы § 12). Если далее есть общий заряд, то К будет также
Применим этот результат к шару с диэлектрической постоянной и радиусом а. Согласно уравнению (90а), этот шар поляризуется в однородном поле таким образом, что его поляризационные заряды действуют наружу как диполь момента
Если размеры шара не слишком велики, то это выражение останется приблизительно верным также и в неоднородном поле. Но если, кроме того, шар имеет еще заряд то всего на него действует сила
В электростатическом поле в силу безвихревого характера
что легко можно подтвердить, выписав выражение, например, для составляющей по х.
Но тогда
Незаряженный шар втягивается в места с большей силой поля. В частности, если перейти к пределу то сила, действующая на металлический незаряженный шар радауоа а, будет
есть, следовательно, работа, которую надо затратить, чтобы перевести металлический шар радиуса а из поля в пространство, свободное от поля.
Мы теперь в состоянии указать условия, которым должно удовлетворять пробное тело, если мы хотим с его помощью измерить поле, пользуясь простым соотношением . С одной стороны, радиус шара а должен быть настолько мал, чтобы можно было в (94а) пренебречь вторым членом по сравнению с первым.
С другой стороны, сам заряд должен быть настолько мал, чтобы можно было пренебречь по сравнению с силами изображения (см. § 28), которые создаются незаряженными металлическими поверхностями и поверхностями изолятора, и которые пропорциональны Чем блпже мы подходим к возмущающей поверхности, или чем сильнее неоднородность поля, тем меньше нужно выбирать заряд и диаметр пробного тела.