2016年7月22日 星期五

介電質(Dieletrics)

介電質,用來形容可以減弱電力場的絕緣物。例如說,二氧化鈦(Titanium Dioxide、防曬化妝品、修正液與修正帶裡面的那個白白的成分)就是一種介電質。如果把點電荷放在二氧化鈦的兩邊,套用下面的公式設定介電常數$\varepsilon=110$,則兩個點電荷之間靜電力會比在真空中$\varepsilon=1$小上百倍。
$$ \left |F  \right |=\frac{1}{4 \pi \varepsilon} \frac{\left | q_1q_2 \right |}{r^2} $$
想像介電質像是一個盾牌一樣,會把射出來的電力場給減弱。減弱的原理是,當介電物質感應到電場的時候,會在內部自動生成反抗電場,所以會將減弱穿過去的電場強度。不同物質有不同的方式來產生反抗電場,參考維基上寫的《各種介電質的電極化機制》。反抗的強度可用介電常數(dieletric constant)來量化。參閱CLIPPER CONTROLS上面的《Dieletric Constant Values》,二氧化鈦的介電係數是 110.00。更多關於介電物質如何影響庫倫靜電力可以參照下面由AK LECTURES發布的影片《Dieletrics and Dieletric Constant》


要注意的是,通常在說介電常數其實指的是相對介電常數relative permittivity),相對的基準是真空。有一點會與想像不太一樣的是,水其實是一種很不錯的介電物質,其常溫下介電常數約莫是 80,而橡膠只有7。所以不要把導電度(conductivity)與介電係數給搞混~

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