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历史背景编辑如同前面所述,真空电容率是一个度量系统常数。它的出现于电磁量的定义方程,主要是因为一个称为理想化的程序。只使用纯理论的推导,麦克斯韦方程组奇异地预测出,电磁波以光速传播于自由空间。继续推论这个预测,就可以给出的数值。若想了解为什么会有这数值,必须稍微阅读一下电磁度量系统的发展史。(详见词条:电磁学)在以下的讲述中,请注意到我们经典物理并不特别区分“真空”和“自由空间”这两个术语。当今文献里,“真空”可能指为很多种不同的实验状况和理论实体。在阅读文献时,只有上下文可以决定术语的含意。
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与真空背景周期的关系值得一提的是,t =8.81 ×10秒在数值上刚好近似等于真空介电常数ε0,这两个量之间有什么关系呢? 为了说明这个问题,这里假定真空中有二个带有相同电量( 电量为 e) 的点电荷相互作用,相互作用势能为 如果单个电荷以周期 t 做圆周运动,则电流强度为 I = e/t. 根据实验结果,电阻的表达式可写为:R = ρl/s其中 ρ 为电阻率,l 为介质的长度,s 为介质的横截面积,电流的方向垂直于横截面。对两个点电荷来说,虽然它们“静止”,液体介电常数的测量优质商家,但它们受“真空背景温度”的影响,也在做轻微的热运动,这个运动可看成是简谐运动( 也可用圆周运动来进行描述) ,运动方向在两个点电荷之间,周期为( 即前面的所说的“真空背景周期”)。运动电荷对应的电流可认为就是位移电流,这种运动使两个电荷间的电场也发生了周期性的变化,变化的周期也为t. 由于位移电流的本质就是变化的电场,则 e/t 在数值上可表示电流的空间分布,电流方向垂直于以 r 为半径的球面,(5) 式中的横截面积为 s =4πr2.
介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场,介质中的电场减小与原外加电场(真空中)的比值即为相对介电常数(relative permittivity或dielectric constant),又称诱电率,与频率相关。介电常数是相对介电常数与真空中绝介电常数乘积。如果有高介电常数的材料放在电场中,电场的强度会在电介质内有可观的下降。理想导体的相对介电常数为无穷大。根据物质的介电常数可以判别高分子材料的极性大小。通常,相对介电常数大于3.6的物质为极性物质;相对介电常数在2.8~3.6范围内的物质为弱极性物质;相对介电常数小于2.8为非极性物质。
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