誘電体

誘電率

誘電率εの値は物質ごとに異なる。
各物質の誘電率εの値を調べようとしても、理科年表には記載されていない。
理科年表には誘電率ではなく、比誘電率が記載されているのだ。

なお、理科年表での比誘電率はk_εで表現されている。
ここでは、他の書籍との整合のため、ε_rとする

比誘電率ε_rとは、ある物質の誘電率εを真空の誘電率ε₀で割った値だ。
ε_rは、ある物質の誘電率εの値がε₀の何倍であるかを示している。
または、電荷間に作用する力が、真空中に対して何分の1になるかという値でもある。

蒸留水中での力は、真空中での約1/80なので、蒸留水の比誘電率ε_rは80である。
比誘電率ε_rが大きい物質ほど、その物質をまたいで作用するクーロン力は小さい。
力Ｆも電場の強さEも真空中に比較して、１/ε_rになるのだ。

真空中での比例定数を以下のように決め、ε₀を真空の誘電率とした。(「電気力線の数」参照)

この関係は真空中に限定せず、他の物質に対しても適用できる。もちろん誘電率は物質ごとに固有の値となる。
真空中の場合は０(ゼロ)をつけたが、真空以外の場合は０(ゼロ)を省く。

比誘電率も物質ごとに固有の値を持ち以下の関係がある。
k=(1/ε_r)k₀

この関係より、各物質の誘電率、比誘電率と真空の誘電率には以下の関係が導きだせる。
ε=ε_rε₀
「ある物質の"誘電率"は、"真空の誘電率"に、その物質の"比誘電率"をかけた値ですよ」ということだ。

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2005/06/18