WikiSort.ru - Не сортированное

Электри́ческая постоя́нная (ранее также носила название диэлектрической постоянной) — физическая константа, скалярная величина, входящая в выражения некоторых законов электромагнетизма, в том числе закона Кулона, при записи их в рационализованной форме, соответствующей Международной системе единиц (СИ)^[1].

Иногда, используя устаревшую терминологию, называют электрической (или диэлектрической) проницаемостью вакуума^[2]. Измеряется в фарадах, делённых на метр.

Определение

По определению электрическая постоянная ${\displaystyle \varepsilon _{0}}$ связана со скоростью света ${\displaystyle c}$ и магнитной постоянной ${\displaystyle \mu _{0}}$ соотношением^[1]

${\displaystyle \varepsilon _{0}={\frac {1}{\mu _{0}c^{2}}}.}$

Поскольку в СИ для магнитной постоянной справедливо точное равенство ${\displaystyle \mu _{0}=4\pi \ \times \ 10^{-7}\ }$ Гн/м, то для электрической постоянной выполняется соотношение

${\displaystyle \varepsilon _{0}={\frac {1}{4\pi c^{2}}}\times 10^{7}}$ м/Гн,^[3]

также являющееся точным.

Численное значение

Учитывая, что скорости света в СИ приписано точное значение, по определению равное 299 792 458 м/с, из последнего соотношения следует численное значение ${\displaystyle \varepsilon _{0}}$ в СИ:

${\displaystyle \varepsilon _{0}={\frac {1}{4\pi \times \ 299792458^{2}\times 10^{-7}}}}$ Ф/м ${\displaystyle \approx 8,85418781762039\times 10^{-12}}$ Ф·м⁻¹.

Или, выражая то же через основные единицы СИ,

${\displaystyle \varepsilon _{0}\approx 8,85418781762039\times 10^{-12}}$ м⁻³·кг⁻¹·с⁴·А².

В системе СГСМ ${\displaystyle \mu _{0}=1}$ и потому ${\displaystyle \varepsilon _{0}={\frac {1}{c^{2}}}\approx 1,11265005605362\times 10^{-21}}$ с²·см⁻².

Некоторые уравнения электродинамики в СИ

В материальных уравнениях, в вакууме, через электрическую постоянную связаны вектор электрической индукции ${\displaystyle \mathbf {D} }$ и вектор напряжённости электрического поля ${\displaystyle \mathbf {E} }$ :

${\displaystyle \mathbf {D} =\varepsilon _{0}\ \mathbf {E} .}$

Она также входит в запись закона Кулона (тоже в вакууме):

${\displaystyle \mathbf {F} _{12}={\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}\cdot {\frac {q_{1}q_{2}}{r_{12}^{2}}}{\frac {\mathbf {r} _{12}}{r_{12}}}.}$

При использовании СИ произведение электрической постоянной на относительную диэлектрическую проницаемость называют абсолютной диэлектрической проницаемостью.

Предполагаемое переопределение

В 2011 году XXIV Генеральная конференция по мерам и весам (ГКМВ) приняла резолюцию^[4], в которой, в частности, предложено в будущей ревизии Международной системы единиц (СИ) переопределить несколько основных единиц, включая ампер, таким образом, чтобы они были основаны не на созданных человеком артефактах, а на фундаментальных физических постоянных или свойствах атомов.

Предполагается, что в СИ величине элементарного электрического заряда e будет приписано точное значение, равное 1,602 17X⋅10⁻¹⁹ Кл^[5], а новое определение ампера будет основано на этом точном значении элементарного заряда, выраженного в c·А.

Следствием такого подхода к определению ампера станет изменение статуса электрической постоянной: после предполагаемого переопределения ампера значение электрической постоянной будет равно ${\displaystyle {\frac {1}{4\pi \times \ 299792458^{2}\times \ 10^{-7}}}}$ Ф/м, но это значение приобретёт погрешность (неопределённость) и в дальнейшем будет определяться экспериментально^[4].

См. также

• Магнитная постоянная
• Скорость света
• Уравнения Максвелла

Примечания

Для улучшения этой статьи по физике желательно: Найти и оформить в виде сносок ссылки на независимые авторитетные источники, подтверждающие написанное. Добавить иллюстрации.