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 . ^[3]

ثابت الحقل الكهربي

معلومات عامة

التعريف الرياضي	${\displaystyle \varepsilon _{0}={\frac {1}{\mu _{0}c_{0}^{2}}}}$[1][2]
التحليل البعدي	${\displaystyle {\mathsf {L}}^{-3}{\mathsf {M}}^{-1}{\mathsf {T}}^{4}{\mathsf {I}}^{2}}$

تعديل - تعديل مصدري - تعديل ويكي بيانات

قيمة ε0

قيمة ε₀ محددة بالعلاقة :

${\displaystyle \varepsilon _{0}={\frac {1}{\mu _{0}c_{0}^{2}}}}$

حيث c₀ سرعة الضوء في الفراغ ووحدتها متر/ثانية. ^[4]

μ₀ ثابت يسمى ثابت المغناطيسية أو نفاذية الفراغ.

ونظرا لأن مقدار μ₀ محدد ب:

4π × 10⁻⁷ H m⁻¹

^[5] وc₀ لها القيمة المعرفة ب 299.792.458  متر·ثانية⁻¹,^[6]

أي : 4π × 10⁻⁷ هنري متر⁻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 ) .^[7][8]

علاقته بقانون كولوم

يعطي قانون كولوم العلاقة بين القوة بين شحنتين كهربائيتين كالآتي:

${\displaystyle {\vec {F}}_{12}=k\cdot {\frac {q_{1}\cdot q_{2}}{r_{12}^{2}}}{\frac {{\vec {r}}_{12}}{r_{12}}}}$

حيث ان :

• ${\displaystyle {\vec {F}}_{12}}$:القوة المتبادلة بين الشحنتي بوحدة نيوتن.
• ${\displaystyle q_{1}}$:قيمة الشحنة الأولى بوحدة كولوم.
• ${\displaystyle q_{2}}$:قيمة الشحنة الثانية بوحدة كولوم.
• ${\displaystyle {\vec {r}}_{12}}$:متجه الوحدة وقيمته تساوي واحد واتجاهه من الشحنة الأولى إلى الشحنة الثانية.
• ${\displaystyle {r_{12}}}$:المسافة بين الشحنتين بوحدة متر.

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

${\displaystyle k\mathrm {=} {\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}}$

ويمكن حسابها بالتعويض في المعادلة، فنحصل على :

${\displaystyle k\mathrm {=} {\frac {\mu _{0}\cdot c_{0}^{2}}{4\pi }}=c_{0}^{2}\cdot 10^{-7}\mathrm {\frac {Vs}{Am}} \approx 8{,}987551787\cdot 10^{9}\,\mathrm {\frac {Vm}{As}} }$

تاريخ وحدة السماحية

عندما تقرر استخدام تعريف جديد للأمبير ليحدد عدد ثابت من الشحنات الأولية التي تعبر مقطع ( في سلك ) في الثانية ,^[9] فكان من تبعات ذلك تحديد جديد لقيمة سماحية الفراغ الكهربية . ولذلك فقد اختير تعريفها بالمعادلة :

${\displaystyle \varepsilon _{0}={\frac {e^{2}}{2\alpha hc_{0}}}}$

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.^[7]

انظر أيضا

• كهرومغناطيسية
• نفاذية الفراغ
• قانون جاوس للمغناطيسية
• قانون فاراداي
• معادلات آينشتين للمجال

مراجع

1. Quantities and units—Part 6: Electromagnetism (بالإنجليزية) (1st ed.), International Organization for Standardization, 1 Mar 2008, 6-14.1, QID:Q26711936
2. Quantities and units — Part 6: Electromagnetism (بالإنجليزية والفرنسية) (2nd ed.), Nov 2022, 6-14.1, QID:Q117847945
3. "Electropedia: International Electrotechnical Vocabulary (IEC 60050)". Geneva: International Electrotechnical Commission. مؤرشف من الأصل في 2023-05-11. اطلع عليه بتاريخ 2010-04-02= {{استشهاد بدورية محكمة}}: الاستشهاد بدورية محكمة يطلب |دورية محكمة= (مساعدة) والوسيط |الفصل= تم تجاهله (مساعدة).
4. Quote from NIST: "The symbol ${\displaystyle c_{0}}$ (or sometimes simply ${\displaystyle c}$) is the conventional symbol for the speed of light in vacuum. " See NIST Special Publication 330, p. 18 ^{[وصلة مكسورة]} نسخة محفوظة 22 يونيو 2017 على موقع واي باك مشين.
5. See the last sentence of the NIST تعريف الأمبير. نسخة محفوظة 04 يوليو 2017 على موقع واي باك مشين.
6. See the last sentence of the NIST definition of meter. نسخة محفوظة 22 مايو 2018 على موقع واي باك مشين.
7. Mohr، Peter J. (2008). "CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2006" (PDF). Rev. Mod. Phys. ج. 80: 633–730. DOI:10.1103/RevModPhys.80.633. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط غير المعروف |coauthors= تم تجاهله يقترح استخدام |author= (مساعدة) Direct link to value..
8. A summary of the definitions of c₀, μ₀ and ε₀ is provided in the 2006 CODATA Report: CODATA report, pp. 6-7 نسخة محفوظة 23 ديسمبر 2016 على موقع واي باك مشين.
9. "Report of the 25th meeting (15–16 March 2007), Consultative Committee for Electricity and Magnetism (CCEM)" (PDF). Sèvres, France: International Bureau for Weights and Measures. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2012-03-02= {{استشهاد بدورية محكمة}}: الاستشهاد بدورية محكمة يطلب |دورية محكمة= (مساعدة) والوسيط |الفصل= تم تجاهله (مساعدة).

• بوابة إلكترونيات
• بوابة الفيزياء