同心导体球形电容器的内球半径为a,外球半径为b;内、外球之间的下半球填充介电常数为ε的电介质,上半部分为空气;内球壳上带电荷q,如图所示。求:(1)空间的电场分布;(2)空间的电位分布;(3)电容器的电容;(4)整个系统的静电能量。