Coulomb törvényéből tudjuk, hogy a $ \ epsilon_0 $ jelentése: permittivitás a szabad térben . Egysége: $ \ rm C ^ 2 N ^ {- 1} M ^ {- 2} $ (kulon négyzetméterenként négyzetméterenként négyzetenként). De mit jelent fizikailag ?
Például az 1 Pa nyomás azt jelenti, hogy 1 Newton erő merőlegesen hat 1 négyzetméteres területre. Hasonló módon leírná valaki a $ \ epsilon_0 $ leírást?
megjegyzések
- hu.wikipedia.org/wiki/Vacuum_permittivity
Válasz
Coulomb elektrosztatikus törvényéből származik:
$$ F = \ frac {1} {4 \, \ pi \, \ epsilon_0} \, \ frac {q_1 \, q_2} {r ^ 2} $$
a két töltés közötti erőhöz $ q_1, \, q_2 $ távolság $ r $ távolságra.
Tehát a $ (4 \, \ pi \, \ epsilon_0) ^ {- 1} $ egyszerűen az erő, egy-egy coulomb két töltése között. 1 méter távolság. Az egységdefinícióban szereplő $ {\ rm C ^ 2} $ azt jelenti, hogy ha bármelyik töltést megszorozzuk egy tényezővel, az erő arányosan skálázódik: ha mindkettőt ugyanazzal a tényezővel szorozzuk, akkor az erő így ez a tényező négyzetre skálázódik (nézd meg az egyenlet jobb oldalát). Hasonlóképpen, a definícióban szereplő $ {\ rm m ^ {- 2}} $ azt is jelenti, hogy az erő fordítva skálázódik a négyzet távolságával (hasonlóan egy nyomással) $ m ^ {- 2} $ van az egységeiben, mert ha a négyzet oldalhosszait megszorozzuk, egy erő hat n, csökkented az erőt a tényező négyzetével). Tehát ha $ F r ^ 2 \, q_1 ^ {- 1} \, q_2 ^ {- 1} = (4 \, \ pi \, \ epsilon_0) ^ {- 1} $ mindkét oldalt újrarendezte az egyenletet ugyanazoknak az egységeknek kell lenniük, ezért az Ön által látott egységek is.
Amiért a méretezési állandót $ (4 \, \ pi \, \ epsilon_0) ^ {- 1} $ -nak hívjuk, nem pedig egyszerű állandó $ G $, nos ez egyszerűen ízlés kérdése. Ez megkönnyíti a törvény egy másik formájának (Gauss törvényének) megírását. De a fizikai állandók tökéletesen meghatározott rendszerét meg lehetett volna határozni az állandóval “egyszerűbb” módon definiált módon. Valójában Newton egyetemes gravitációs törvényében (amely szintén fordított négyzettörvény) ez az út, amelyet a mozgékony fizikusok történelmileg választottunk!
Válasz
Talán egy kicsit könnyebben követhető válasz, a Quora webhelyen
A szabad tér olyan szám, amely lehetővé teszi számunkra, hogy leírjuk, hogy az elektromos erővonalak milyen könnyen (vagy milyen nehézséggel) jutnak át a levegőn, a vízen vagy bármely más közegen.
Permittivitásnak hívják, mert egy adott anyag mennyire engedi át az elektromos (vagy mágnesesség esetén mágneses) mezővezetékeket.
Képzeljen el egy pozitív töltést a szabad térben, tudja, hogy minden erővonala kifelé irányul, egyenlő távolsággal, de ha olyan anyagot helyezünk el, amelyen keresztül az elektromos térvezetékek könnyebben áthaladnak, mint szabad tér, minthogy permittivitása jobban hasonlít a szabad térhez, ennélfogva több elektromos erővonal halad át rajta, és ami még fontosabb, a közeg variációitól függően változik.
Egyes anyagoknál tehát az elektromos térvezetékek könnyen áthaladnak rajtuk, mások esetében pedig összetételüktől függően nem nyertek “t”.