Costante dielettrica del vuoto - I blogs del`ISIS Leonardo da Vinci`

Costante dielettrica del vuoto
La costante dielettrica del vuoto o permittività elettrica del vuoto è la permittività elettrica caratteristica
ε0 · A
del vuoto, in cui è nulla la suscettività elettrica e non vi è C =
d
alcun fenomeno di polarizzazione.
in cui A è l'area di ciascuna delle due armature e d la
Il suo valore è:
distanza che le separa.
ε0 = 8,854 187 817 62 · 10−12 F/m
2 Velocità della luce
che è molto simile a quello della permittività dell'aria.
1
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:
Utilizzo
La costante dielettrica del vuoto mette in relazione diverse grandezze fisiche meccaniche ed elettromagnetiche.
1
c= √
ε0 · µ0
Ad esempio, la forza F⃗ che si esercita tra due cariche
elettriche puntiformi q1 e q2 poste in un mezzo elettricamente omogeneo, isotropo e lineare, alla distanza ⃗r l'una dove:
dall'altra è espressa dalla legge di Coulomb:
µ0 = 4π · 10−7 H/m
q1 · q2
F⃗ = k ·
· r̂
r2
è la permeabilità magnetica. Sostituendo i valori numerici
arrotondati si ottiene:
dove k dipende dalla costante dielettrica dal mezzo in cui
le cariche sono immerse secondo la relazione k = 1/4πε
. Adottando sistema di unità SI, nel vuoto (e praticamente
1
c= √
≈ 3 · 108 m/s
anche nell'aria) il coefficiente k assume il valore:[1][2]
8,85 · 10−12 · 4π · 10−7
k=
3 Note
1
−2
= 8,987 551 787 368 176 4 · 109 N m2 C
4πε0
[1] CODATA Value: electric constant. Physics.nist.gov.
Retrieved on 2010-09-28.
In un mezzo isolante diverso dall'aria il coefficiente k ha
la forma:
[2] Coulomb’s constant, Hyperphysics
k=
1
4πε0 εr
4 Bibliografia
dove εr è la permittività elettrica relativa. Il prodotto
ε0 · εr si indica con ε e viene detto costante dielettrica
del mezzo.
• Corrado Mencuccini, Vittorio Silvestrini, Fisica II,
Napoli, Liguori Editore, 2010, ISBN 978-88-2071633-2.
La costante ε0 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
C dei condensatori ad armature piane posti nel vuoto
(teoricamente di superficie infinita per evitare effetti di
bordo):
• (EN) John D Jackson, Classical Electrodynamics,
3rd Edition, Wiley, 1999, ISBN 0-471-30932-X.
• (EN) SM Sze & Ng KK, Appendix E in Physics
of semiconductor devices, Third, New York, WileyInterscience, 2007, p. 788, ISBN 0-471-14323-5.
1
2
5
• (EN) RS Muller, Kamins TI & Chan M, Device electronics for integrated circuits, Third, New York, Wiley, 2003, Inside front cover, ISBN 0-471-59398-2.
• (EN) FW Sears, Zemansky MW & Young HD,
College physics, Reading, Mass., Addison-Wesley,
1985, p. 40, ISBN 0-201-07836-8.
5
Collegamenti esterni
• NIST - Codata 2002
• (EN) IUPAC Gold Book, “permittivity of vacuum”
COLLEGAMENTI ESTERNI
3
6
Fonti per testo e immagini; autori; licenze
6.1
Testo
• Costante dielettrica del vuoto Fonte: http://it.wikipedia.org/wiki/Costante%20dielettrica%20del%20vuoto?oldid=68921761 Contributori: Snowdog, Blakwolf, Gianluigi, Leonard Vertighel, Hellis, DanGarb, Simone, Luisa, 5Y, Qualc1, Beta16, SunBot, Ylebru, .snoopy.,
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6.2
Immagini
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6.3
Licenza dell'opera
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