Permitividad de vacío

La permitividad de vacío , comúnmente denominada $ε 0$ (pronunciada como "epsilon nught" o "epsilon zero") es el valor de la permitividad dieléctrica absoluta del vacío clásico . Alternativamente, se puede hacer referencia a la permitividad del espacio libre, la constante eléctrica o la capacitancia distribuida del vacío. Es una constante física ideal (línea de base) . Su valor CODATA es:

Sus dimensiones en unidades base SI son . Es la capacidad de un campo eléctrico de penetrar un vacío. Esta constante relaciona las unidades de carga eléctrica con cantidades mecánicas como la longitud y la fuerza. ^[2] Por ejemplo, la fuerza entre dos cargas eléctricas separadas con simetría esférica (en el vacío del electromagnetismo clásico ) viene dada por la ley de Coulomb : ${\ textstyle {\ rm {kg ^ {- 1} \ cdot m ^ {- 3} \ cdot s ^ {4} \ cdot A ^ {2}}}}$

Aquí, q ₁ y q ₂ son las cargas, r es la distancia entre sus centros, y el valor de la fracción constante (conocida como la constante de Coulomb , ) es de aproximadamente 9 x 10 ⁹ N⋅m ² ⋅C ^-2 . Del mismo modo, varepsilon ₀ aparece en las ecuaciones de Maxwell , que describen las propiedades de los eléctricos y los campos magnéticos y radiación electromagnética , y ellos se relacionan con sus fuentes. ${\ Displaystyle 1/4 \ pi \ varepsilon _ {0}}$ ${\ Displaystyle k_ {e}}$

donde c es el valor definido para la velocidad de la luz en el vacío clásico en unidades SI , ^[4]^{: 127} y μ ₀ es el parámetro que las organizaciones internacionales de normalización denominan " constante magnética " (comúnmente llamada permeabilidad al vacío o permeabilidad del espacio libre ). Desde μ ₀ tiene un valor aproximado 4π × 10 ^-7 H / m , ^[5] y c tiene el definido valor de 299 792 458 m⋅s ^-1 , se deduce queε ₀ se puede expresar numéricamente como

Los orígenes históricos de la constante eléctrica ε ₀ , y su valor, se explican con más detalle a continuación.

El amperio se redefinió definiendo la carga elemental como un número exacto de culombios a partir del 20 de mayo de 2019, ^[4] con el efecto de que la permitividad eléctrica de vacío ya no tiene un valor determinado exactamente en unidades SI. El valor de la carga del electrón se convirtió en una cantidad definida numéricamente, no medida, haciendo μ ₀ una cantidad medida. En consecuencia, ε ₀ no es exacto. Como antes, se define mediante la ecuación ε ₀ = 1 / ( μ ₀c ² ) y, por lo tanto, se determina mediante el valor de μ ₀ , la permeabilidad al vacío magnéticoque a su vez está determinada por la constante adimensional de estructura fina α determinada experimentalmente :