Costante dielettrica del vuoto

costante fisica

La costante dielettrica del vuoto è una costante dimensionale definita nel Sistema Internazionale. Il suo valore nelle unità di misura del Sistema Internazionale è:

Viene anche chiamata meno propriamente permittività elettrica del vuoto: veniva in effetti inizialmente pensata come la permittività elettrica caratteristica del vuoto, in cui è nulla la suscettività elettrica e non vi è alcun fenomeno di polarizzazione.

UtilizzoModifica

La costante dielettrica del vuoto mette in relazione diverse grandezze fisiche meccaniche ed elettromagnetiche.

Ad esempio, la forza   che si esercita tra due cariche elettriche puntiformi   e   poste in un mezzo elettricamente omogeneo, isotropo e lineare, alla distanza   l'una dall'altra è espressa dalla legge di Coulomb:

 

dove   dipende dalla costante dielettrica del mezzo in cui le cariche sono immerse secondo la relazione  . Adottando sistema di unità SI, nel vuoto (e praticamente anche nell'aria) il coefficiente   assume il valore:[1][2]

 

In un mezzo isolante diverso dall'aria il coefficiente   ha la formula:

 

dove   è la permittività elettrica relativa. Il prodotto   si indica con   e viene detto costante dielettrica del mezzo.

La costante   risulta tuttavia difficilmente determinabile numericamente facendo ricorso alla legge di Coulomb. Più frequentemente il suo valore è misurato utilizzando la relazione che definisce la capacità elettrica   dei condensatori ad armature piane posti nel vuoto (teoricamente di superficie infinita per evitare effetti di bordo):

 

in cui   è l'area di ciascuna delle due armature e   la distanza che le separa.

Velocità della luceModifica

La permittività elettrica del vuoto è significativamente presente nel contesto delle equazioni di Maxwell, da cui discende la seguente equazione che fornisce la velocità di propagazione c delle onde elettromagnetiche nel vuoto:

 

dove:

 

è la permeabilità magnetica. Sostituendo i valori numerici arrotondati si ottiene:

 

NoteModifica

  1. ^ CODATA Value: electric constant. Physics.nist.gov. Retrieved on 2010-09-28.
  2. ^ Coulomb's constant, Hyperphysics

BibliografiaModifica

Collegamenti esterniModifica

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