靜電力常數k會隨介質變化嗎
會變化。
要除以相應材料相對於真空介電常數ε0的“相對介電常數”εi
ki = k/εi (相應材料的介電常數ε = ε0εi)
根據高斯定理(題外話,高斯定理也試用於重力,只要這個類似的向量∝1/r^2)
真空中,點電荷Q所在的任意閉合曲面的電通量Φ=∮E·dA ∝Q,且是個定值
那麼在一個半徑為r的閉合圓面上,電場強度E的模處處相同,方向和該處切面法向同向
則Φ=∮E·dA=E∮dA=4πr^2*E
又 E = kQ/r^2
則 Φ=4πkQ,這裡的1/4πk就是該電荷與其閉合曲面電通量的比值,也就是真空介電常數ε0
則 Φ=Q/ε0 .
如果電荷Q處於某種材料中,根據這種材料被極化後對原電場的削弱程度,引出“相對介電常數”εi,設原電場為E,削弱後的電場為Ei, 有εi = E/Ei.
則,同樣對一個半徑為r的閉合圓面
Ei=E/εi=k/εi*Q/r^2, 這裡的k/εi 就是相應材料的靜電力常量
而 Φi=∮Ei·dA=Ei∮dA=4πr^2*Ei=4πr^2*E/εi=4πkQ/εi=Q/(ε0εi)=Q/ε
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