Диэлектрическая проницаемость среды

Поскольку электрические заряды входят в состав всех молекул, можно ожидать, что среда, окружающая заряженные тела, должна влиять на силу электрического взаимодействия между этими телами. Опыт подтверждает это предположение. Оказывается, что сила взаимодействия между двумя зарядами наибольшая в безвоздушном пространстве. Окружающая среда всегда уменьшает эту силу. Это означает, что коэффициент К в формуле (14.1) зависит как от выбора единиц измерения, так и от свойств среды. Для упрощения ряда формул данного раздела коэффициент К в (14.1) в СИ представляют в виде К=1/4πεС, где εС определяется выбором единиц измерения и свойствами среды.

Величина εС, характеризующая зависимость силы взаимодействия между зарядами от окружающей среды, называется диэлектрической проницаемостью этой среды.

Таким образом, формула (14.1) принимает следующий вид:

F=q1q2/4πεСr2 (14.2)

Для силы взаимодействия этих же зарядов в вакууме F0 формулу (14.2) можно записать в виде:

F0=q1q2/4πε0r2 (14.2a)

Здесь ε0 называется электрической постоянной. Ее величина определяется выбором единиц измерения и находится с помощью опытов.

Разделив (14.2а) на (14.2), получим:

F0/F=εС0=ε (14.3)

Величина ε=εС0 называется относительной диэлектрической проницаемостью среды. Ее значение — эго отвлеченное число, всегда большее единицы, так как εС0. Относительная диэлектрическая проницаемость среды показывает, во сколько раз сила взаимодействия электрических зарядов в этой среде меньше, чем в вакууме. Числовое значение ε определяют опытным путем и при расчетах берут из таблиц.

Диэлектрическая проницаемость среды εС равна:

εС=εε0 (14.4)

Подставив это значение εС в (14.2), получим:

F=q1q2/4πεε0r2 (14.5)