Xrhrft

سماحية الفراغ أو سماحية الفراغ الكهربية في الفيزياء (بالإنجليزية:vacuum permittivity ) هي أحد الثوابت الطبيعية تربط وحدات الشحنة الكهربية بالقوة الناشئة عنها والمسافة من الشحنة . يرمز لسماحية الفراغ الكهربية بالرمز ε₀ .
^[1]

قيمة ε₀

قيمة ε₀ محددة بالعلاقة :

ε0=1μ0c02{displaystyle varepsilon _{0}={frac {1}{mu _{0}c_{0}^{2}}}}

حيث c₀سرعة الضوء في الفراغ ووحدتها متر/ثانية.
^[2]

μ₀ ثابت يسمى ثابت المغناطيسية أو نفاذية الفراغ.

ونظرا لأن مقدار μ₀ محدد ب:

4π × 10⁻⁷ H m⁻¹

^[3] وc₀ لها القيمة المعرفة ب 299.792.458  متر·ثانية⁻¹,^[4]

أي : 4π × 10⁻⁷ هنري متر⁻¹,

ينتج عن ذلك أن قيمة ε₀ تساوي بالتقريب :

ε₀ ≈ 8.854... × 10⁻¹²فاراد·متر⁻¹

(أو أمبير²·ثانية⁴·كيلوجرام⁻¹·متر⁻³ طبقا لوحدات نظام الوحدات الدولي

أو كولوم²·نيوتن⁻¹·متر⁻²

أو كولوم·فولت⁻¹·متر⁻¹ باستخدام نظام الوحدات الدولي ) .^[5][6]

علاقته بقانون كولوم

يعطي قانون كولوم العلاقة بين القوة بين شحنتين كهربائيتين كالآتي:

F→12=k⋅q1⋅q2r122r→12r12{displaystyle {vec {F}}_{12}=kcdot {frac {q_{1}cdot q_{2}}{r_{12}^{2}}}{frac {{vec {r}}_{12}}{r_{12}}}}

حيث ان :

• 
  F→12{displaystyle {vec {F}}_{12}}:القوة المتبادلة بين الشحنتي بوحدة نيوتن.


• 
  q1{displaystyle q_{1}}:قيمة الشحنة الأولى بوحدة كولوم.


• 
  q2{displaystyle q_{2}}:قيمة الشحنة الثانية بوحدة كولوم.


• 
  r→12{displaystyle {vec {r}}_{12}}:متجه الوحدة وقيمته تساوي واحد واتجاهه من الشحنة الأولى إلى الشحنة الثانية.


• 
  r12{displaystyle {r_{12}}}:المسافة بين الشحنتين بوحدة متر.

وقد بينت معادلات ماكسويل فيما بعد أن ثابت كولوم k مرتبط بثابت المجال الكهربائي بالعلاقة:

k=14πε0{displaystyle kmathrm {=} {frac {1}{4pi varepsilon _{0}}}}

ويمكن حسابها بالتعويض في المعادلة ، فنحصل على :

k=μ0⋅c024π=c02⋅10−7VsAm≈8,987551787⋅109VmAs{displaystyle kmathrm {=} {frac {mu _{0}cdot c_{0}^{2}}{4pi }}=c_{0}^{2}cdot 10^{-7}mathrm {frac {Vs}{Am}} approx 8{,}987551787cdot 10^{9},mathrm {frac {Vm}{As}} }

أي أنه طبقا للظام القياسي الدولي SI :

ε0=1μ0 c2=1074π⋅2997924582 A2s4kgm3≈8,854 187 817 62…⋅10−12AsVm{displaystyle varepsilon _{0}={frac {1}{mu _{0} c^{2}}}={frac {10^{7}}{4pi cdot 299,792,458^{2}}}~{frac {mathrm {A} ^{2}mathrm {s} ^{4}}{mathrm {kg} ,mathrm {m} ^{3}}},approx 8,!854 187 817 62ldots cdot 10^{-12}{frac {mathrm {A} ,mathrm {s} }{mathrm {V} ,mathrm {m} }}} ^[7][8][9]

تاريخ وحدة السماحية

عندما تقرر استخدام تعريف جديد للأمبير ليحدد عدد ثابت من الشحنات الأولية التي تعبر مقطع ( في سلك ) في الثانية
,^[10]
فكان من تبعات ذلك تحديد جديد لقيمة سماحية الفراغ الكهربية . ولذلك فقد اختير تعريفها بالمعادلة :

ε0=e22αhc0{displaystyle varepsilon _{0}={frac {e^{2}}{2alpha hc_{0}}}}

حيث :

e الشحنة الأولية ,

α ثابت البناء الدقيق

h ثابت بلانك.

بحيث يكون مقدار عدم الدقة للثابت مساويا لنفس مقدار عدم الدقة لثابت البناء الدقيق ، والذي يبلغ :
6.8×10⁻¹⁰.^[5]

انظر أيضا

• كهرومغناطيسية


• نفاذية الفراغ


• قانون جاوس للمغناطيسية


• قانون فاراداي


• معادلات آينشتين للمجال

مراجع

• 
  بوابة الفيزياء
  


• 
  بوابة إلكترونيات