Электрическая постоянная
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.
Содержание
Определение
По определению электрическая постоянная <math>\varepsilon_0</math> связана со скоростью света <math>c</math> и магнитной постоянной <math>\mu_0</math> соотношением[1]
- <math>\varepsilon_0 = \frac{1}{\mu_0 c^2}.</math>
Поскольку в СИ для магнитной постоянной справедливо точное равенство <math>\mu_0 = 4 \pi\ \times \ 10^{-7}\ </math> Гн/м, то для электрической постоянной выполняется соотношение
- <math>\varepsilon_0 = \frac{1}{4 \pi c^2} \times 10^{7}</math>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 <math>\varepsilon_0</math> в СИ:
- <math>\varepsilon_0 = \frac{1}{4 \pi\times\ 299792458^2 \times 10^{-7}} </math> Ф/м <math> \approx 8,85418781762039\times 10^{-12} </math> Ф·м−1.
Или, выражая то же через основные единицы СИ,
- <math>\varepsilon_0 \approx 8,85418781762039\times 10^{-12} </math> м−3·кг−1·с4·А2.
В системе СГСМ <math>\mu_0 = 1</math> и потому <math>\varepsilon_0 = \frac{1}{c^2}\approx 1,11265005605362\times 10^{-21}</math> с2·см−2.
Некоторые уравнения электродинамики в СИ
В материальных уравнениях, в вакууме, через электрическую постоянную связаны вектор электрической индукции <math>\mathbf{D}</math> и вектор напряжённости электрического поля <math>\mathbf{E}</math>:
- <math>\mathbf{D} = \varepsilon_0 \ \mathbf{E}.</math>
Она также входит в запись закона Кулона (тоже в вакууме):
- <math>\mathbf{F}_{12}=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\cdot\frac{q_1 q_2}{r_{12}^2} \frac{\mathbf{r}_{12}}{r_{12}}.</math>
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 <math>\frac{1}{4 \pi\times\ 299792458^2 \times \ 10^{-7}} </math> Ф/м, но это значение приобретёт погрешность (неопределённость) и в дальнейшем будет определяться экспериментально[4].
См. также
Напишите отзыв о статье "Электрическая постоянная"
Примечания
- ↑ 1 2 [www.femto.com.ua/articles/part_2/4637.html Электрическая постоянная] — статья в Физической энциклопедии
- ↑ Деньгуб В. М., Смирнов В. Г. Единицы величин. Словарь-справочник. — М.: Издательство стандартов, 1990. — С. 213. — 240 с. — ISBN 5-7050-0118-5.
- ↑ Размерность м/Гн у численного коэффициента — из размерности магнитной постоянной.
- ↑ 1 2 [www.bipm.org/utils/en/pdf/24_CGPM_Resolution_1.pdf On the possible future revision of the International System of Units, the SI] (англ.) Резолюция XXIV Генеральной конференции по мерам и весам (2011)
- ↑ Здесь Х заменяет одну или более значащих цифр, которые будут определены в окончательном варианте на основании наиболее точных рекомендаций Комитета по данным для науки и техники (CODATA)
<imagemap>: неверное или отсутствующее изображение |
Для улучшения этой статьи по физике желательно?:
|
Отрывок, характеризующий Электрическая постоянная
– Фураж не был доставлен в том количестве…Император перебил его.
– В котором часу убит генерал Шмит?…
– В семь часов, кажется.
– В 7 часов. Очень печально! Очень печально!
Император сказал, что он благодарит, и поклонился. Князь Андрей вышел и тотчас же со всех сторон был окружен придворными. Со всех сторон глядели на него ласковые глаза и слышались ласковые слова. Вчерашний флигель адъютант делал ему упреки, зачем он не остановился во дворце, и предлагал ему свой дом. Военный министр подошел, поздравляя его с орденом Марии Терезии З й степени, которым жаловал его император. Камергер императрицы приглашал его к ее величеству. Эрцгерцогиня тоже желала его видеть. Он не знал, кому отвечать, и несколько секунд собирался с мыслями. Русский посланник взял его за плечо, отвел к окну и стал говорить с ним.
Вопреки словам Билибина, известие, привезенное им, было принято радостно. Назначено было благодарственное молебствие. Кутузов был награжден Марией Терезией большого креста, и вся армия получила награды. Болконский получал приглашения со всех сторон и всё утро должен был делать визиты главным сановникам Австрии. Окончив свои визиты в пятом часу вечера, мысленно сочиняя письмо отцу о сражении и о своей поездке в Брюнн, князь Андрей возвращался домой к Билибину. У крыльца дома, занимаемого Билибиным, стояла до половины уложенная вещами бричка, и Франц, слуга Билибина, с трудом таща чемодан, вышел из двери.
Прежде чем ехать к Билибину, князь Андрей поехал в книжную лавку запастись на поход книгами и засиделся в лавке.
– Что такое? – спросил Болконский.
– Ach, Erlaucht? – сказал Франц, с трудом взваливая чемодан в бричку. – Wir ziehen noch weiter. Der Bosewicht ist schon wieder hinter uns her! [Ах, ваше сиятельство! Мы отправляемся еще далее. Злодей уж опять за нами по пятам.]
– Что такое? Что? – спрашивал князь Андрей.
Билибин вышел навстречу Болконскому. На всегда спокойном лице Билибина было волнение.
– Non, non, avouez que c'est charmant, – говорил он, – cette histoire du pont de Thabor (мост в Вене). Ils l'ont passe sans coup ferir. [Нет, нет, признайтесь, что это прелесть, эта история с Таборским мостом. Они перешли его без сопротивления.]
Князь Андрей ничего не понимал.
– Да откуда же вы, что вы не знаете того, что уже знают все кучера в городе?
– Я от эрцгерцогини. Там я ничего не слыхал.
– И не видали, что везде укладываются?
– Не видал… Да в чем дело? – нетерпеливо спросил князь Андрей.
– В чем дело? Дело в том, что французы перешли мост, который защищает Ауэсперг, и мост не взорвали, так что Мюрат бежит теперь по дороге к Брюнну, и нынче завтра они будут здесь.
– Как здесь? Да как же не взорвали мост, когда он минирован?
– А это я у вас спрашиваю. Этого никто, и сам Бонапарте, не знает.
Болконский пожал плечами.
– Но ежели мост перейден, значит, и армия погибла: она будет отрезана, – сказал он.
– В этом то и штука, – отвечал Билибин. – Слушайте. Вступают французы в Вену, как я вам говорил. Всё очень хорошо. На другой день, то есть вчера, господа маршалы: Мюрат Ланн и Бельяр, садятся верхом и отправляются на мост. (Заметьте, все трое гасконцы.) Господа, – говорит один, – вы знаете, что Таборский мост минирован и контраминирован, и что перед ним грозный tete de pont и пятнадцать тысяч войска, которому велено взорвать мост и нас не пускать. Но нашему государю императору Наполеону будет приятно, ежели мы возьмем этот мост. Проедемте втроем и возьмем этот мост. – Поедемте, говорят другие; и они отправляются и берут мост, переходят его и теперь со всею армией по сю сторону Дуная направляются на нас, на вас и на ваши сообщения.
– Полноте шутить, – грустно и серьезно сказал князь Андрей.
Известие это было горестно и вместе с тем приятно князю Андрею.
Как только он узнал, что русская армия находится в таком безнадежном положении, ему пришло в голову, что ему то именно предназначено вывести русскую армию из этого положения, что вот он, тот Тулон, который выведет его из рядов неизвестных офицеров и откроет ему первый путь к славе! Слушая Билибина, он соображал уже, как, приехав к армии, он на военном совете подаст мнение, которое одно спасет армию, и как ему одному будет поручено исполнение этого плана.
