Din legea lui Coulomb, știm că $ \ epsilon_0 $ înseamnă permitivitate în spațiul liber . Unitatea este $ \ rm C ^ 2 N ^ {- 1} M ^ {- 2} $ (coulomb pătrat pe Newton pe metru pătrat). Dar ce înseamnă fizic ?
De exemplu, 1 Pa presiune înseamnă 1 forță Newton aplicată perpendicular pe o suprafață de 1 metru pătrat. În mod similar, poate cineva să descrie $ \ epsilon_0 $?
Comentarii
- en.wikipedia.org/wiki/Vacuum_permittivity
Răspuns
Provine din legea electrostatică a lui Coulomb:
$$ F = \ frac {1} {4 \, \ pi \, \ epsilon_0} \, \ frac {q_1 \, q_2} {r ^ 2} $$
pentru forța dintre două taxe $ q_1, \, q_2 $ distanțat la o distanță $ r $.
Deci $ (4 \, \ pi \, \ epsilon_0) ^ {- 1} $ este pur și simplu forța dintre două încărcături ale unui coulomb la fiecare distanță la o distanță de 1 metru. $ {\ rm C ^ 2} $ din definiția unității înseamnă că, dacă oricare dintre sarcini este înmulțită cu un factor, forța variază proporțional: dacă ambele sunt înmulțite cu același factor, forța astfel se scalează cu acel factor pătrat (uită-te la partea dreaptă a ecuației). La fel, $ {\ rm m ^ {- 2}} $ din definiție înseamnă că forța se scalează invers cu distanța pătrată (la fel o presiune are $ m ^ {- 2} $ în unitățile sale, deoarece dacă înmulțiți lungimile laterale ale pătratului, o forță acționează o n, diminuați forța cu acel factor pătrat). Deci, dacă ați reorganizat ecuația ca $ F r ^ 2 \, q_1 ^ {- 1} \, q_2 ^ {- 1} = (4 \, \ pi \, \ epsilon_0) ^ {- 1} $ ambele părți trebuie să aibă aceleași unități, deci unitățile pe care le vedeți.
În ceea ce privește motivul pentru care numim constanta de scalare $ (4 \, \ pi \, \ epsilon_0) ^ {- 1} $, mai degrabă decât unele simple constant $ G $, ei bine, aceasta este pur și simplu o chestiune de gust. Face o altă formă a legii (legea lui Gauss) mai ușor de scris. Dar un sistem de constante fizice perfect bine definit ar fi putut fi definit cu constanta definită în modul „mai simplu”. De fapt, în legea gravitației universale a lui Newton (care este și o lege pătrată inversă), aceea este calea pe care fizicienii nestatornici am ales-o în mod istoric!
Răspuns
Poate un răspuns ușor mai ușor de urmat, bazat pe site-ul Quora
Permitivitatea spațiul liber este un număr care ne permite să descriem cât de ușor (sau cât de dificil) este ca liniile electrice de forță să treacă prin aer, apă sau orice alt mediu.
Se numește permitivitate din cauza cât de mult „permite” o substanță dată să treacă prin ele liniile de câmp electric, (sau magnetic în cazul magnetismului).
Imaginați-vă o sarcină pozitivă plasată în spațiul liber, știți că toate liniile sale de forțe sunt direcționate spre exterior cu distanțe egale între ele, dar dacă așezăm un material prin care liniile câmpului electric trec mai ușor decât spațiul liber, decât permisivitatea acestuia este mai mult comparativ cu spațiul liber și, prin urmare, vor trece prin el mai multe linii electrice de forță și, mai important, variază în funcție de variația mediului.
Deci, pentru unele substanțe, liniile de câmp electric le vor trece ușor, iar pentru altele, în funcție de compoziția lor, nu vor câștiga.