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Costante dielettrica del vuoto
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.
Utilizzo
[modifica | modifica wikitesto]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 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 determinato 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 luce
[modifica | modifica wikitesto]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:
Note
[modifica | modifica wikitesto]- ^ CODATA Value: electric constant. Physics.nist.gov. Retrieved on 2010-09-28.
- ^ Coulomb's constant, Hyperphysics
Bibliografia
[modifica | modifica wikitesto]- Corrado Mencuccini, Vittorio Silvestrini, Fisica II, Napoli, Liguori Editore, 2010, ISBN 978-88-207-1633-2.
- (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, Wiley-Interscience, 2007, p. 788, ISBN 0-471-14323-5.
- (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.
Voci correlate
[modifica | modifica wikitesto]Collegamenti esterni
[modifica | modifica wikitesto]- NIST - Codata 2002, su physics.nist.gov.
- (EN) IUPAC Gold Book, "permittivity of vacuum", su goldbook.iupac.org.