真空 中 の 誘電 率

854×10^{-12}{\mathrm{[F/m]}}\tag{3} \end{eqnarray} クーロンの法則 少し話がずれますが、クーロンの法則に真空の誘電率\({\varepsilon}_0\)が出てくるので説明します。 クーロンの法則の公式は次式で表されます。 \begin{eqnarray} F=k\frac{Q_{A}Q_{B}}{r^2}\tag{4} \end{eqnarray} (4)式に出てくる比例定数\(k\)は以下の式で表されます。 \begin{eqnarray} k=\frac{1}{4{\pi}{\varepsilon}_{0}}\tag{5} \end{eqnarray} ここで、比例定数\(k\)の式中にある\({\pi}\)は円周率の\({\pi}\)であり「\({\pi}=3. 真空中の誘電率 単位. 14{\cdots}\)」、\({\varepsilon}_0\)は真空の誘電率であり「\({\varepsilon}_0{\;}{\approx}{\;}8. 854×10^{-12}\)」となるため、比例定数\(k\)の値は真空中では以下の値となります。 \begin{eqnarray} k=\frac{1}{4{\pi}{\varepsilon}_{0}}{\;}{\approx}{\;}9×10^{9}{\mathrm{[N{\cdot}m^2/C^2]}}\tag{6} \end{eqnarray} 誘電率が大きい場合には、比例定数\(k\)が小さくなるため、クーロン力\(F\)が小さくなるということも分かりますね。 なお、『 クーロンの法則 』については下記の記事で詳しく説明していますのでご参考にしてください。 【クーロンの法則】『公式』や『比例定数』や『歴史』などを解説! 続きを見る ポイント 真空の誘電率\({\varepsilon}_0\)の大きさは「\({\varepsilon}_0{\;}{\approx}{\;}8. 854×10^{-12}{\mathrm{[F/m]}}\)」である。 比誘電率とは 比誘電率の記号は誘電率\({\varepsilon}\)に「\(r\)」を付けて「\({\varepsilon}_r\)」と書きます。 比誘電率\({\varepsilon}_r\)は 真空の誘電率\({\varepsilon}_0\)を1とした時のある誘電体の誘電率\({\varepsilon}\)を表したもの であり、次式で表されます。 \begin{eqnarray} {\varepsilon}_r=\frac{{\varepsilon}}{{\varepsilon}_0}\tag{7} \end{eqnarray} 比誘電率\({\varepsilon}_r\)は物質により異なります。例えば、 紙の比誘電率\({\varepsilon}_r\)はほぼ2 となっています。そのため、紙の誘電率\({\varepsilon}\)は(7)式に代入すると以下のように求めることができます。 \begin{eqnarray} {\varepsilon}&=&{\varepsilon}_r{\varepsilon}_0\\ &=&2×8.

14{\cdots}\)」、\({\varepsilon}_{0}\)は 真空の誘電率 と呼ばれるものでその値は、 \begin{eqnarray} {\varepsilon}_{0}=8. 854×10^{-12}{\mathrm{[F/m]}} \end{eqnarray} となっています。真空の誘電率\({\varepsilon}_{0}\)の単位の中にある\({\mathrm{F}}\)はコンデンサの静電容量(キャパシタンス)の単位を表す『F:ファラド』です。 ここで、円周率の\({\pi}\)と真空の誘電率\({\varepsilon}_{0}\)の値を用いると、 \begin{eqnarray} k=\frac{1}{4{\pi}{\varepsilon}_{0}}{\;}{\approx}{\;}9×10^{9}{\mathrm{[N{\cdot}m^2/C^2]}} \end{eqnarray} となります。 この比例定数\(k\)の値は\(k=9×10^{9}{\mathrm{[N{\cdot}m^2/C^2]}}\)で決まっており、クーロンの法則を用いる問題でよく使うので覚えてください。 また、 真空の誘電率 \({\varepsilon}_{0}\)は 空気の誘電率 とほぼ同じ(真空の誘電率を1とすると、空気の誘電率は1.