유전율은 특정 매체에서 전하에 의해 생성되는 전기장을 결정하는 척도입니다.
이제 전기장은 다음과 같이 증가합니다. ε (유전율)은 감소하고 E는 ε에 반비례하므로 ε이 증가하면 감소합니다.
물질 (실용적) 용어로 말하면 유전율-즉 E 필드가 허용되는 양입니다. 매체-매체의 재료 때문입니다. 예를 들어, 물 매체에는 물 분자가 있으므로 두 전하가 물에 배치되면 두 전하의 필드가 물 분자에 저항하므로 전하에 의해 생성되는 NET 필드가 더 적습니다 (두 전하가 진공 상태에 두 었음) 사이에 힘이 덜 가해집니다.
진공 상태에서는 그러한 질량이나 물질 개체가 없습니다. 따라서 유전율이 0에 가까워 야합니다 (실제로 0 자체). 그러나 자유 공간의 유전율 (자유 공간은 전자기파 없음, 입자 없음, 전하 없음, 공간에 없음, 절대 공간 만 있음)은 8.85 × 10-¹² F m-¹입니다.
진공 (자유 공간)의 ε이 0이면 자유 공간에 보관 된 두 물체 사이에 무한한 힘이 있고 물리적으로 불가능하다는 것은 사실입니다. 그러나 가상적으로 가능합니다. (아니면이 가설이 잘못 되었나요?)
진공의 유전율이 0이 아닌 이유는 무엇입니까?
설명
- 환영합니다. 물리학 SE. 나는 반대 투표하지 않았습니다. 당신의 생각은 유전율이 1과 같음 의 정의로 이어졌습니다.
- @StefanBischof Haha. 반대표에 대해 걱정하지 마십시오. ;). 글쎄, 당신이 제공하는 링크는 상대 유전율에 대해 이야기합니다. 따라서 진공의 경우 확실히 1입니다. 그러나 질문에서는 왜 진공의 유전율이 0이 아니고 상대 유전율에 관한 것이 아니라는 질문을받습니다.
- 빈 공간은 ' 빈 공간이 없습니다. '는 양자 변동으로 가득 차 있습니다.
답변
진공 유전율 $ \ epsilon_0 $ 은 빛의 특성에 의해 정의됩니다. 진공 상태에서 전자파 (빛)는 진공 상태에서 $ c_0 $의 속도로 전파됩니다. 정의
$$ \ epsilon_0 = \ frac {1} {µ_0 \ cdot {c_0} ^ 2} $$
$ µ_0 = 4 \ pi \ cdot 10 ^ 진공 상태에서 {-7} \ frac {H} {m} $. 빛의 속도는 무한하지 아니므로 $ \ epsilon_0 $ 은 (는) 0이 아닙니다.
답변
사실상 표면에 부착 된 쌍극자에 의한 $ q $ 전하의 부분 스크리닝으로 인해 유효 전하는 $$ q _ {\ text {e }} = q \ frac {\ epsilon_0} {\ epsilon} $$
$ \ epsilon $의 정의입니다.
진공 상태에서는 스크리닝이 없습니다. 정의에 따르면 $ \ epsilon = \ epsilon_0 $.
답변
이전 답변 (올바름)은 다소 오해의 소지가 있습니다. $ \ epsilon_0 $ 이 측정하는 것은 전기력의 강도입니다. 두 점 전하 사이의 힘은 다음과 같은 Coulombs 법칙에 의해 명시됩니다.
$ F_e = \ dfrac {1} {4 \ pi \ epsilon_0} \ dfrac {q_1q_2} {r ^ 2} $ , 여기서 q는 요금을 나타내고 r은 전기력은 우주의 모든 곳에 존재하며 $ \ epsilon_0 $ 은 기본 상수 일뿐입니다.
물과 같은 삽입 된 물질이이 힘을 감소시키고 어떻게 든 전기장을 차단한다는 개념을 가지고있는 것 같습니다. 실제 영향은 그 반대입니다. 두 전하 사이에 물질이 있으면 매력이 증가 합니다. 그 이유는 무엇입니까?
양전하와 음전하가 금속 전도체로 분리되어 있다고 가정합니다. 전하가 물질을 극성 화하여 물질의 일부 전자가 다음과 같이 양전하에 더 가깝게 이동하도록합니다.
유전체의 순 전하는 0이지만 전극의 전하는 이미 존재하는 인력에 추가로 인력을 느낄 것입니다. 어쨌든 재료는 두 전하 사이의 힘을 얼마나 증가시키는지를 정량화하는 유전율이라는 속성을 가지고 있습니다 ( $ \ epsilon $ ). 나는 상대 유전율 또는 $ \ kappa $ 로 생각하는 것을 선호합니다. 이것은 진공 상태에서 전기력과 재료를 통과하는 힘 사이의 비율을 나타내는 단위없는 숫자입니다. . 정의에 따라 진공 상태의 경우 $ \ kappa = 1 $ 입니다. 다양한 재료는 다양한 양으로 전기력을 증가 시키지만 모든 경우에 1보다 크거나 같은 $ \ kappa $ 값을 갖습니다.
각주 : 전자가 원자 사이를 이동하지 않는 절연체에서도 전자 궤도가 개별 원자의 한쪽으로 약간 기울어 져 있기 때문에이 효과는 여전히 관찰됩니다.
Answer
위의 답변과 매우 유사한 다른 가능한 방법입니다. 하전 입자 (Q)를 상상해보세요. 정의에 따라 플럭스는 일부 표면을 통과하여 필드 컷 스루는 다음과 같이 지정됩니다. $$ \ Phi = \ int {\ vec {E} \ cdot d \ vec {A}} $$ 관련 역 제곱 법칙 전기장 소스는 $$ \ vec {E} = \ frac {k_e Q} {r ^ 2} \ hat {r} $$ 입니다. 소스 외부의 모든 곳에서 표면 적분을 취하고이를 둘러싸는 구체로 만듭니다. $$ \ Phi = \ int ^ {\ phi = 2 \ pi} _ {\ phi = 0 } \ int _ {\ theta = 0} ^ {\ theta = \ pi} {\ frac {k_e Q} {r ^ 2} \ hat {r} \ cdot r ^ 2 sin \ theta \ d \ phi \ d \ theta \ \ hat {r}} $$ $$ \ Phi = 4 \ pi k_e Q $$ 어디서, $ k_e = 1/4 \ pi \ epsilon_0 $ $$ \ Phi = Q / \ epsilon_0 $$
포함 된 유한 전하의 경우 플럭스는 0이 아니고 무한이 아니어야하며 비례의 필드 상수 ( $ k_e $ )가 다음과 같을 가능성을 배제합니다. 0 또는 무한입니다.
답변
$ 0 $ . 우선, 빛의 속도는 “
$$ c = \ frac {1} {\ sqrt {\ varepsilon_ {0로 정의되기 때문에 무한합니다. } \ mu_ {0}}} $$
이것은 사실이 아닙니다. 다른 실험을 통해 빛의 속도는 유한하다는 것을 알고 있습니다. 그 외에도 전류 전달에 의해 생성되는 자기장 와이어는 $ 0 $ 어디에서나
$$ \ textbf {B} = \ frac {\ mu_ {0}} {4 \ pi} \ int_ {C} \ frac {I \ textbf {dl} \ times \ textbf {r “}} {\ textbf {| r”|} ^ {3}} $$
하전 입자에 가해지는 전기력은 무한 해집니다.
$$ \ textbf {| F |} = \ frac {1} {4 \ pi \ varepsilon_ {0}} \ frac {| q_ {1} q_ {2} |} {r ^ 2} $$
질량 에너지 등가에서 $ E = \ sqrt {(m_ {0} c ^ 2) ^ 2 + (pc) ^ 2} $ , $ p = 0 $ 은 무한한 경향이 있고 상대 주의적 질량은 질량을 쉬는 경향이 있습니다. $ m = \ frac {m_ {0}} {\ sqrt {1- \ frac {v ^ 2} {c ^ 2}}} $ .