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真空電容率（物理學(xué)）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-20

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真空電容率

物理學(xué)

真空介電常數(shù)，又稱為真空電容率，或稱電常數(shù)，是一個(gè)常見(jiàn)的電磁學(xué)物理常數(shù)，符號(hào)為ε0。在國(guó)際單位制里，真空介電常數(shù)的數(shù)值為：ε0=8.854187817×10-12F/m（近似值）；

基本信息

中文名	真空電容率
別名	真空介電常數(shù)
外文名	真空介電常量
符號(hào)	ε0
領(lǐng)域	電磁學(xué)、電動(dòng)力學(xué)、電介質(zhì)物理學(xué)、材料電磁學(xué)

基本內(nèi)容

真空電容率

permittivity of free space 或 permittivity of the vacuum

MKSA有理制(國(guó)際單位制的電磁學(xué)部分)中引入的一個(gè)有量綱的常量。又稱真空介電常量，表為

，在國(guó)際單位制中，

。

真空電容率，又稱為真空介電系數(shù)，或電常數(shù)，是一個(gè)常見(jiàn)于電磁學(xué)的物理常數(shù)，符號(hào)為

。

和真空磁導(dǎo)率

以及電磁波在真空傳播速率c之間的關(guān)系為

。真空平行板電容器的電容為

，若取S為單位面積（

），d為單位距離（

），則

，真空電容率的名稱即源于此。

學(xué)術(shù)界常遇到一個(gè)錯(cuò)誤的觀點(diǎn)，就是認(rèn)為真空電容率ε0是一個(gè)可實(shí)現(xiàn)真空的一個(gè)物理性質(zhì)。正確的觀點(diǎn)應(yīng)該為，ε0是一個(gè)度量系統(tǒng)常數(shù)，是由國(guó)際公約發(fā)表和定義而產(chǎn)生的結(jié)果。

的定義值是由光波在參考系統(tǒng)的光速或基準(zhǔn)（benchmark）光速的衍生而得到的數(shù)值。這參考系統(tǒng)稱為自由空間，被用為在其它各種介質(zhì)的測(cè)量結(jié)果的比較基線。可實(shí)現(xiàn)真空，像外太空、超高真空（ultra high vacuum）、量子色動(dòng)真空（QCD vacuum）、量子真空（quantum vacuum）等等，它們的物理性質(zhì)都只是實(shí)驗(yàn)和理論問(wèn)題，應(yīng)與

分題而論。

的含義和數(shù)值是一個(gè)度量衡學(xué)（metrology）問(wèn)題，而不是關(guān)于可實(shí)現(xiàn)真空的問(wèn)題。為了避免產(chǎn)生混淆，許多標(biāo)準(zhǔn)組織現(xiàn)在都傾向于采用電常數(shù)為

的名稱。

自由空間

自由空間（free space）是一個(gè)理想的參考狀態(tài)，可以趨近，但是在物理上是永遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到的狀態(tài)。可實(shí)現(xiàn)真空有時(shí)候被稱為部分真空（partial vacuum），意指需要超低氣壓，但超低氣壓并不是近似自由空間的唯一條件。

與經(jīng)典物理內(nèi)的真空不同，現(xiàn)今時(shí)代的物理真空意指的是真空態(tài)（vacuum state），或量子真空。這種真空絕對(duì)不是簡(jiǎn)單的空無(wú)一物的空間。因此，自由空間不再是物理真空的同義詞。若想要知道更多細(xì)節(jié)，請(qǐng)參閱條目自由空間和真空態(tài)。

對(duì)于為了測(cè)量國(guó)際單位的數(shù)值，而在實(shí)驗(yàn)室制成的任何部分真空，一個(gè)很重要的問(wèn)題是，部分真空是否可以被滿意地視為自由空間的實(shí)現(xiàn)？還有，我們必須怎樣修正實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，才能使這些結(jié)果適用于基線？例如，為了彌補(bǔ)氣壓高于零而造成的誤差，科學(xué)家可以做一些修正。

若想知道怎樣才能制成優(yōu)良的部分真空，請(qǐng)參閱條目超高真空（ultra high vacuum）和自由空間。

請(qǐng)注意，這些缺陷并不會(huì)影響真空電容率ε0的意義或數(shù)值。

是個(gè)定義值，是由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織，通過(guò)光速和真空磁導(dǎo)率的定義值而衍生的。

參閱

偶極子
電極化強(qiáng)度
電偶極矩
磁化矢量
卡西米爾效應(yīng)

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