سماحية الفراغ

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 .

وعلى سبيل المثال ، تبلغ القوة بين شحنتين كهربتين موجودتين في الفراغ طبقا لقلانون كولوم :

$\ F_C = \frac{1} {4 \pi \varepsilon_0} \frac{q_1 q_2} {r^2}$

حيث:

q₁ و q₂ الشحنتان الكهربيتان,

r المسافة بين الشحنتين.

وبالمثل تظهر سماحية الفراغ الكهربية في معادلات ماكسويل التي تصف خواص المجال الكهربائي و المجال المغناطيسي و الأشعة الكهرومغناطيسية وتصف العلاقة بينهم وبين مصدر كل منهم .

وتعرف سماحية الفراغ ε₀ طبقا ل نظام الوحدات الدولي بالمعادلة :

$\varepsilon_0 =\frac {1}{\mu_0 c_0^2}$

= 8.854...×10⁻¹² أمبير ·ثانية/(فولت·متر) = 8.854 ...×10⁻¹² فاراد/متر

حيث :

c₀ سرعة الضوء في الفراغ

₀μ نفاذية الفراغ المغناطيسية .

قيمة ε₀

قيمة ε₀ محددة ب:

$\varepsilon_0 =\frac {1}{\mu_0 c_0^2}$

حيث c₀ سرعة الضوء في الفراغ ووحدتها متر/ثانية.

μ₀ ثابت يسمى ثابت المغناطيسية أو نفاذية الفراغ.

ونظرا لأن مقدار μ₀ محدد ب:

4π × 10⁻⁷ H m⁻¹,

وc₀ لها القيمة المعرفة ب 299.792.458  متر·ثانية⁻¹,

ينتج عن ذلك أن قيمة ε₀ تساوي بالتقريب :

ε₀ ≈ 8.854... × 10⁻¹² فاراد·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 ) .

تاريخ وحدة السماحية

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

$\varepsilon_0 =\frac {e^2}{2\alpha h c_0}$

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.

انظر أيضا

• كهرومغناطيسية
• نفاذية الفراغ
• قانون جاوس للمغناطيسية
• قانون فاراداي
• قانون أمبير - ماكسويل
• معادلات آينشتين للمجال