Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Hằng số điện môi”

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Duyệt lịch sử tương tác
← Thay đổi trướcThay đổi sau →
Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
Trực quanMã wiki
n đã thêm Thể loại:Hóa keo dùng HotCat
Không có tóm lược sửa đổi
Dòng 1: Dòng 1:
{| class="sortable wikitable" style="float:right; margin-left:10px; text-align:center;"
[[Lực tĩnh điện|Lực tương tác giữa các vật mang điện]] phụ thuộc vào môi trường xung quanh chúng. [[Thí nghiệm]] chứng tỏ rằng, ở một khoảng cách nhất định, [[lực tĩnh điện|lực Coulomb]] giữa hai [[điện tích]] đặt trong [[điện môi]] đồng chất nhỏ hơn lực tác dụng giữa chúng trong [[chân không]] ε lần (đọc là ''epxilon''). Đây là một [[hằng số vật lý|hằng số]] phụ thuộc vào tính chất của điện môi mà không phụ thuộc vào độ lớn và khoảng cách giữa các điện tích. Nó được gọi là '''hằng số điện môi''' của môi trường, đặc trưng cho tính chất điện của môi trường đó. Nó là đại lượng không có [[thứ nguyên]]; tức là một số thuần tuý, không có đơn vị.
|+ Độ điện thẩm tương đối của một số vật liệu ở [[nhiệt độ phòng]] và [[Sóng radio|1 kHz]]
! Vật liệu !! ε<sub>r</sub>
|-
| [[Chân không]] || {{n/a|1 (theo định nghĩa)}}
|-
| [[Không khí]] || 1,00058986±0,00000050 <br>(ở [[điều kiện tiêu chuẩn]], 900&nbsp;kHz),<ref>
{{cite journal
|last1=Hector |first1=L. G.
|last2=Schultz |first2=H. L.
|year=1936
|title=The Dielectric Constant of Air at Radiofrequencies
|journal=[[American Journal of Physics|Physics]]
|volume=7 |issue=4 |pages=133–136
|bibcode=1936Physi...7..133H
|doi=10.1063/1.1745374
}}</ref>
|-
| [[PTFE]]/Teflon || {{nts|2,1}}
|-
| [[Polyethylene]]/XLPE || {{nts|2,25}}
|-
| [[Polyimide]] || {{nts|3,4}}
|-
| [[Polypropylene]] || {{ntsh|2,28}} 2,2–2,36
|-
| [[Polystyrene]] || {{ntsh|2,55}} 2,4–2,7
|-
| [[Carbon disulfide]] || {{nts|2,6}}
|-
| [[Mylar]] || {{nts|3.1}}<ref name="YoungFreedman2012">
{{cite book
|last1=Young |first1=H. D.
|last2=Freedman |first2=R. A.
|last3=Lewis |first3=A. L.
|date=2012
|title=University Physics with Modern Physics
|publisher=Addison-Wesley
|isbn=978-0-321-69686-1
|edition=13th
|page=801
}}</ref>
|-
| [[Giấy]] in || {{nts|1.4}}<ref name=Borch01>
{{cite book
|last1=Borch |first1=Jens
|last2=Lyne |first2=M. Bruce
|last3=Mark |first3=Richard E.
|date=2001
|title=Handbook of Physical Testing of Paper Vol. 2
|publisher=CRC Press
|isbn=0203910494
|edition=2
|page=348
}}</ref> (200{{nbsp}}kHz)
|-
| [[Polime hoạt tính điện]] || {{ntsh|7}} 2–12
|-
| [[Mica]] || {{ntsh|4,5}} 3–6<ref name="YoungFreedman2012"/>
|-
| [[Silic dioxide]] || {{nts|3,9}}<ref name=Gray&Meyer>
{{cite book
|last1=Gray |first1=P. R.
|last2=Hurst |first2=P. J.
|last3=Lewis |first3=S. H.
|last4=Meyer |first4=R. G.
|year=2009
|title=Analysis and Design of Analog Integrated Circuits
|edition=5th
|page=40
|publisher=Wiley
|isbn=978-0-470-24599-6
}}</ref>
|-
| [[Saphir]] || {{ntsh|10}} 8,9–11,1 (dị hướng)<ref name=Harman>
{{cite journal
|last1=Harman |first1=A. K.
|last2=Ninomiya |first2=S.
|last3=Adachi |first3=S.
|year=1994
|title=Optical constants of sapphire (α‐Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) single crystals
|journal=[[Journal of Applied Physics]]
|volume=76 |issue=12 |pages=8032–8036
|bibcode=1994JAP....76.8032H
|doi=10.1063/1.357922
}}</ref>
|-
| [[Bê tông]] || {{nts|4,5}}
|-
| [[Pyrex]] ([[thủy tinh]]) || {{nts|4,7}} (3.7–10)
|-
| [[Neoprene]] || {{nts|6,7}}<ref name="YoungFreedman2012"/>
|-
| [[Cao su]] || {{nts|7}}
|-
| [[Kim cương]] || {{ntsh|7,75}} 5,5–10
|-
| [[Muối]] || {{ntsh|9}} 3–15
|-
| [[Graphit]] || {{ntsh|12,5}} 10–15
|-
| [[Cao su silicon]] || {{ntsh|12,5}} 2,9–4<ref>
{{cite web
|title=Properties of silicone rubber
|url=https://www.azom.com/properties.aspx?ArticleID=920
|publisher=Azo Materials
}}</ref>
|-
| [[Silicon]] || {{nts|11,68}}
|-
| [[GaAs]] || {{nts|12,4}}<ref>
{{cite book |page=283 |last=Fox |first=Mark |date=2010 |title=Optical Properties of Solids |edition=2 |url=https://global.oup.com/academic/product/optical-properties-of-solids-9780199573370?lang=en&cc=no |publisher=[[Oxford University Press]] |isbn=978-0199573370 }}
</ref>
|-
| [[Silicon nitride]] || {{ntsh|7,5}} 7–8 (polycrystalline, 1&nbsp;MHz)<ref>
{{cite web
|title=Fine Ceramics
|url=http://www.toshiba-tmat.co.jp/eng/product/pdf/fc_all_2012e.pdf
|publisher=[[Toshiba|Toshiba Materials]]
}}</ref><ref>
{{cite web
|year=2013
|title=Material Properties Charts
|url=https://www.ceramicindustry.com/ext/resources/pdfs/2013-CCD-Material-Charts.pdf
|work=Ceramic Industry
}}</ref>
|-
| [[Ammonia]] || {{ntsh|17}} 26, 22, 20, 17 (−80, −40, 0, +20&nbsp;°C)
|-
| [[Methanol]] || {{nts|30}}
|-
| [[Ethylene glycol]] || {{nts|37}}
|-
| [[Furfural]] || {{nts|42,0}}
|-
| [[Glycerol]] || {{ntsh|47}} 41,2, 47, 42,5 (0, 20, 25&nbsp;°C)
|-
| [[Nước]] || {{ntsh|80,2}} 87,9, 80,2, 55,5<br>(0, 20, 100&nbsp;°C)<ref>
{{cite journal
|last1=Archer |first1=G. G.
|last2=Wang |first2=P.
|year=1990
|title=The Dielectric Constant of Water and Debye-Hückel Limiting Law Slopes
|journal=[[Journal of Physical and Chemical Reference Data]]
|volume=19 |issue=2 |pages=371-411
|doi=10.1063/1.555853
}}</ref><br> với ánh sáng nhìn thấy: 1,77
|-
| [[Acid hydrofluoric]] || {{ntsh|83.6}} 175, 134, 111, 83,6 <br />(−73, −42, −27, 0&nbsp;°C),
|-
| [[Hydrazine]] || {{nts|52,0}} (20&nbsp;°C),
|-
| [[Formamide]] || {{nts|84,0}} (20&nbsp;°C)
|-
| [[Axit sulfuric]] || {{ntsh|84}} 84–100 (20–25&nbsp;°C)
|-
| [[Hydro peroxide]] || {{ntsh|60}} 128
|-
| [[Acid hydrocyanic]] || {{ntsh|2,3}} 158,0–2,3 (0–21&nbsp;°C)
|-
| [[Titani(IV) oxide]] || {{ntsh|129,5}} 86–173
|-
| [[Stronti titanat]] || {{nts|310}}
|-
| [[Bari stronti titanat]] || {{nts|500}}
|-
| [[Bari titanat]]<ref>
{{cite web
|title=Permittivity
|url=http://schools.matter.org.uk/SchoolsGlossary/permittivity.html
|website=schools.matter.org.uk
|url-status=dead
|archive-url=https://web.archive.org/web/20160311135554/http://schools.matter.org.uk/schoolsglossary/permittivity.html
|archive-date=2016-03-11
}}</ref> || {{ntsh|1200}} 1200–10.000 (20–120&nbsp;°C)
|-
| [[Chì zircon titanat]] || {{ntsh|2350}} 500–6000
|-
| [[Hệ liên hợp|Polime liên hợp]] || {{ntsh|50000}} 1.8–6 đến 100.000<ref>
{{cite journal
|last1=Pohl |first1=H. A.
|year=1986
|title=Giant polarization in high polymers
|journal=[[Journal of Electronic Materials]]
|volume=15 |issue=4 |page=201
|bibcode=1986JEMat..15..201P
|doi=10.1007/BF02659632
}}</ref>
|-
| [[Canxi đồng titanat]] || {{ntsh|250000}} >250.000<ref>
{{cite journal
|last1=Guillemet-Fritsch |first1=S.
|last2=Lebey |first2=T.
|last3=Boulos |first3=M.
|last4=Durand |first4=B.
|year=2006
|title=Dielectric properties of CaCu<sub>3</sub>Ti<sub>4</sub>O<sub>12</sub> based multiphased ceramics
|url=http://oatao.univ-toulouse.fr/698/1/boulos_698.pdf
|journal=[[Journal of the European Ceramic Society]]
|volume=26 |issue=7 |page=1245
|doi=10.1016/j.jeurceramsoc.2005.01.055
}}</ref>
|}
[[File:Water relative static permittivity.svg|thumb|right|Sự phụ thuộc vào nhiệt độ của độ điện thẩm tương đối của nước]]
Trong [[điện từ học]], '''độ điện thẩm tương đối''' hay '''hằng số điện môi''' của một vật liệu là tỉ số của [[độ điện thẩm tuyệt đối]] của nó với [[độ điện thẩm chân không]].


[[Lực tĩnh điện]] giữa hai [[điện tích]] điểm trong một môi trường phụ thuộc vào hằng số điện môi của môi trường đó. Cụ thể hơn, [[lực tĩnh điện|lực Coulomb]] giữa hai điện tích đặt trong [[điện môi]] đồng chất nhỏ hơn lực tác dụng giữa chúng trong [[chân không]] một số lần; hệ số tỉ lệ đó chính là độ điện thẩm tương đối. Tương tự, độ điện thẩm tương đối của một vật liệu là tỉ số giữa [[điện dung]] của một tụ điện dùng vật liệu đó làm điện môi, với điện dụng của một tụ điện tương tự sử dụng chân không làm điện môi.
Hằng số điện môi đôi khi còn được gọi đầy đủ là '''độ điện thẩm tương đối'''; do nó bằng tỷ số giữa [[độ điện thẩm]] của môi trường và [[độ điện thẩm chân không]]:
:&epsilon; = &epsilon;<sub>''s''</sub> /&epsilon;<sub>''0''</sub>


Cụm từ "hằng số điện môi" vẫn thường được sử dụng, nhưng đã bị các tổ chức chuẩn hóa trong kỹ thuật<ref name=IEEE1997/> và hóa học<ref name="IUPAC"/> ngưng sử dụng.
Với [[chân không]], hằng số điện môi hiển nhiên bằng 1. Dưới đây là bảng hằng số điện môi của một số chất.

*[[Khí quyển Trái Đất|Không khí]] (ở [[nhiệt độ]] 0[[độ Celsius|°C]] và [[áp suất]] 760[[mmHg]]) là 1,000 594
==Định nghĩa==
* Dầu hỏa là 2,1
'''Độ điện thẩm tương đối''' thường được ký hiệu là {{math|''ε''<sub>''r''</sub>(''ω'')}} (đôi khi là {{math|''κ''}}, chữ [[kappa]]) và được định nghĩa bằng
* Nước nguyên chất là 81

* Parafin là 2
:<math>\varepsilon_{r}(\omega) = \frac{\varepsilon(\omega)}{\varepsilon_{0}},</math>
* Giấy là 2

* Mica là 5,7 đến 7
trong đó {{math|''ε''(''ω'')}} là [[độ điện thẩm]] [[số phức|phức]] phụ thuộc vào tần số của vật liệu, còn {{math|''ε''<sub>0</sub>}} là [[độ điện thẩm chân không]].
* Ebonit là 2,7

* Thủy tinh là 5 đến 10
Độ điện thẩm tương đối là một [[đại lượng không thứ nguyên]], với giá trị [[số phức|phức]] trong trường hợp tổng quát; phần thực và phần ảo của nó thường được ký hiệu là:<ref name=ChenVaradan2004>{{cite book|author1=Linfeng Chen |author2=Vijay K. Varadan |name-list-style=amp |year=2004|title=Microwave electronics: measurement and materials characterization |url=https://books.google.com/books?id=2oA3po4coUoC&pg=PA8 |publisher=John Wiley and Sons |isbn=978-0-470-84492-2 |doi=10.1002/0470020466 |page=8, eq.(1.15)}}</ref>
* Thạch anh là 4,5

:<math> \varepsilon_r(\omega) = \varepsilon_{r}'(\omega) - i \varepsilon_{r}''(\omega). </math>

Độ điện thẩm tương đối liên quan đến [[độ cảm điện]] của môi trường đó, {{math|''χ''<sub>''e''</sub>}}, theo hệ thức {{math|1=''ε''<sub>''r''</sub>(''ω'') = 1 + ''χ''<sub>''e''</sub>}}.

Trong những môi trường dị hướng (như tinh thể không lập phương), độ điện thẩm tương đối là một [[tenxơ]] hạng hai.

Độ điện thẩm tương đối của một vật liệu trong trường hợp [[tần số]] bằng không được gọi là '''độ điện thẩm tương đối tĩnh'''.

===Thuật ngữ===
Cụm từ vốn hay được dùng để chỉ độ điện thẩm tương đối là ''hằng số điện môi'', và hiện vẫn đang được dùng rộng rãi. Tuy nhiên, thuật ngữ đó đã bị các tổ chức chuẩn hóa như [[IEEE]] và [[IUPAC]] ngưng sử dụng,<ref name=IEEE1997>{{cite web |author=[[IEEE]] Standards Board|url=http://ieeexplore.ieee.org/servlet/opac?punumber=5697|title=IEEE Standard Definitions of Terms for Radio Wave Propagation |year=1997 |page=6}}</ref><ref name="IUPAC">{{cite journal |last=Braslavsky |first=S.E.|url=http://iupac.org/publications/pac/2007/pdf/7903x0293.pdf |title=Glossary of terms used in photochemistry (IUPAC recommendations 2006)|journal=Pure and Applied Chemistry|volume=79 |issue=3 |year=2007 |pages=293–465|doi=10.1351/pac200779030293|s2cid=96601716}}</ref> bởi nó hay bị nhầm với độ điện thẩm tuyệt đối {{mvar|ε}}.<ref name=IEEE1997/><ref>{{cite book
|last = King
|first = Ronold W. P.
|author-link = Ronold W. P. King
|title = Fundamental Electromagnetic Theory
|publisher = Dover
|year = 1963
|location = New York
|page = 139}}</ref><ref name=Jackson/> Trong ngành, cụm từ độ điện thẩm tương đối có thể dùng để chỉ tính chất không đổi, hoặc một tính chất phụ thuộc vào tần số. Đôi khi thuật ngữ này cũng chỉ tới phần thực {{math|''ε'''<sub>''r''</sub>}} của đại lượng giá trị phức ở trên.

=== Vật lý ===
Độ điện thẩm tương đối là một đại lượng số phức, với phần ảo tương ứng với sự lệch pha của phân cực {{math|'''P'''}} so với điện trường {{math|'''E'''}} và dẫn đến sự suy yếu sóng điện từ truyền qua môi trường. Theo định nghĩa, [[độ điện thẩm chân không|hằng số điện môi của chân không]] bằng 1,<ref name=Jackson>
{{cite book
|author=John David Jackson
|title=Classical Electrodynamics
|url=https://archive.org/details/classicalelectro00jack_697
|url-access=limited
|edition=Third
|publisher= Wiley
|location=New York
|year=1998
|isbn=978-0-471-30932-1
|page=[https://archive.org/details/classicalelectro00jack_697/page/n177 154]
}}</ref> tức {{math|1=''ε'' = ''ε''<sub>0</sub>}}, mặc dù có thể có những hiệu ứng [[điện động học lượng tử|lượng tử]] phi tuyến tính trong chân không trở nên đáng kể với điện trường mạnh.<ref name=Mourou>{{cite journal|doi=10.1103/RevModPhys.78.309|title=Optics in the relativistic regime|year=2006|last1=Mourou|first1=Gerard A.|journal=Reviews of Modern Physics|volume=78|issue=2|page=309|bibcode=2006RvMP...78..309M}}</ref>

Bảng sau liệt kê hằng số điện môi của một số dung môi quen thuộc
{|class="wikitable" border="1"
|+ Hằng số điện môi ở tần số thấp của một số dung môi thường gặp
|-
! Dung môi
! Hằng số điện môi
! Nhiệt độ (K)
|-
| [[benzene]] || 2,3 || 298
|-
| [[diethyl ether]] || 4,3 || 293
|-
| [[tetrahydrofuran]] (THF) || 7,6 || 298
|-
| [[dichloromethane]] || 9,1 || 293
|-
| [[ammonia|ammonia lỏng]] || 17 || 273
|-
| [[ethanol]] || 24,3 || 298
|-
| [[methanol]] || 32,7 || 298
|-
| [[nitromethane]] || 35,9 || 303
|-
| [[dimethyl formamide]] (DMF) || 36,7 || 298
|-
| [[acetonitrile]] || 37,5 || 293
|-
| [[nước]] || 78,4 || 298
|-
| [[formamide]] || 109 || 293
|}

== Đo đạc ==
Độ điện thẩm tương đối {{math|''ε''<sub>r</sub>}} có thể được đo bằng [[điện trường]] tĩnh như sau: đầu tiên [[điện dung]] của một [[tụ điện]] với chân không ở giữa hai bản tụ, {{math|''C''<sub>0</sub>}}, được đo đạc. Sau đó, cũng với tụ điện đó, điện dung {{mvar|C}} với một [[điện môi]] giữa hai bản tụ được đo đạ. Độ điện thẩm tương đối khi đó bằng

:<math>\varepsilon_{r} = \frac{C}{C_0}.</math>

Trong trường hợp [[trường điên từ]] thay đổi theo thời gian, đại lượng này sẽ phụ thuộc vào [[tần số]]. Một phương pháp gián tiếp để tính {{math|''ε''<sub>r</sub>}} là chuyển đổi kết quả đo [[tham số S]] tần số radio.<ref>{{cite web|url=https://cdn.rohde-schwarz.com/pws/dl_downloads/dl_application/00aps_undefined/RAC-0607-0019_1_5E.pdf|title= Measurement of Dielectric Material Properties|first1=CheeYaw|last1=Kuek|publisher=R&S}}</ref> Ngoài ra, còn có thể sử dụng hiệu ứng cộng hưởng ở những tần số cố định.<ref>{{Cite journal | last1 = Costa | first1 = F. | last2 = Amabile | first2 = C. | last3 = Monorchio | first3 = A. | last4 = Prati | first4 = E. | title = Waveguide Dielectric Permittivity Measurement Technique Based on Resonant FSS Filters | doi = 10.1109/LMWC.2011.2122303 | journal = IEEE Microwave and Wireless Components Letters | volume = 21 | issue = 5 | page = 273 | year = 2011 | s2cid = 34515302 | url = https://zenodo.org/record/894374 }}</ref>


==Tụ điện==
Xét một [[tụ điện]] gồm hai bản kim loại song song và ở giữa là [[chân không]] có [[điện dung]] là ''C''<sub>0</sub>. Khi lấp đầy không gian giữa hai bản bằng mô trường có hằng số điện môi ε, điện dung sẽ tăng lên:
:''C'' = &epsilon; ''C''<sub>0</sub>
Để chế tạo các tụ điện có điện dung lớn với kích thước nhỏ, có thể nhồi vào tụ các vật liệu có hằng số điện môi lớn.
==Xem thêm==
==Xem thêm==
*[[Độ điện thẩm]]
*[[Độ điện thẩm]]
Dòng 25: Dòng 298:
==Tham khảo==
==Tham khảo==
{{tham khảo}}
{{tham khảo}}

{{sơ khai}}


[[Thể loại:Đại lượng vật lý]]
[[Thể loại:Đại lượng vật lý]]
Dòng 34: Dòng 305:
[[Thể loại:Điện trường và từ trường trong vật chất]]
[[Thể loại:Điện trường và từ trường trong vật chất]]
[[Thể loại:Hóa keo]]
[[Thể loại:Hóa keo]]

[[de:Dielektrizitätszahl]]
[[et:Suhteline dielektriline läbitavus]]
[[en:Relative permittivity]]
[[fa:ثابت گذردهی خلأ]]
[[pl:Stała dielektryczna]]
[[sl:Influen&#269;na konstanta]]
[[tr:Bağıl yalıtkanlık sabiti]]
[[zh:介电常数]]

Phiên bản lúc 16:37, ngày 8 tháng 8 năm 2021

Độ điện thẩm tương đối của một số vật liệu ở nhiệt độ phòng và 1 kHz
Vật liệu εr
Chân không 1 (theo định nghĩa)
Không khí 1,00058986±0,00000050
(ở điều kiện tiêu chuẩn, 900 kHz),[1]
PTFE/Teflon &Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng2,1
Polyethylene/XLPE &Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng2,25
Polyimide &Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng3,4
Polypropylene &Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng.Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng 2,2–2,36
Polystyrene &Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng.Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng 2,4–2,7
Carbon disulfide &Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng2,6
Mylar &00000000000000031000003,1[2]
Giấy in &00000000000000013999991,4[3] (200 kHz)
Polime hoạt tính điện &0000000000000007.000000 2–12
Mica &Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng.Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng 3–6[2]
Silic dioxide &Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng3,9[4]
Saphir &0000000000000010.000000 8,9–11,1 (dị hướng)[5]
Bê tông &Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng4,5
Pyrex (thủy tinh) &Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng4,7 (3.7–10)
Neoprene &Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng6,7[2]
Cao su &00000000000000070000007
Kim cương &Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng.Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng 5,5–10
Muối &0000000000000009.000000 3–15
Graphit &Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng.Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng 10–15
Cao su silicon &Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng.Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng 2,9–4[6]
Silicon &Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng11,68
GaAs &Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng12,4[7]
Silicon nitride &Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng.Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng 7–8 (polycrystalline, 1 MHz)[8][9]
Ammonia &0000000000000017.000000 26, 22, 20, 17 (−80, −40, 0, +20 °C)
Methanol &000000000000003000000030
Ethylene glycol &000000000000003700000037
Furfural &Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng42,0
Glycerol &0000000000000047.000000 41,2, 47, 42,5 (0, 20, 25 °C)
Nước &Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng.Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng 87,9, 80,2, 55,5
(0, 20, 100 °C)[10]
với ánh sáng nhìn thấy: 1,77
Acid hydrofluoric &0000000000000083.600000 175, 134, 111, 83,6
(−73, −42, −27, 0 °C),
Hydrazine &Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng52,0 (20 °C),
Formamide &Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng84,0 (20 °C)
Axit sulfuric &0000000000000084.000000 84–100 (20–25 °C)
Hydro peroxide &0000000000000060.000000 128
Acid hydrocyanic &Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng.Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng 158,0–2,3 (0–21 °C)
Titani(IV) oxide &Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràngLỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng.Lỗi biểu thức: Dấu phân cách “,” không rõ ràng 86–173
Stronti titanat &0000000000000310000000310
Bari stronti titanat &0000000000000500000000500
Bari titanat[11] &0000000000001200.000000 1200–10.000 (20–120 °C)
Chì zircon titanat &0000000000002350.000000 500–6000
Polime liên hợp &0000000000050000.000000 1.8–6 đến 100.000[12]
Canxi đồng titanat &0000000000250000.000000 >250.000[13]
Sự phụ thuộc vào nhiệt độ của độ điện thẩm tương đối của nước

Trong điện từ học, độ điện thẩm tương đối hay hằng số điện môi của một vật liệu là tỉ số của độ điện thẩm tuyệt đối của nó với độ điện thẩm chân không.

Lực tĩnh điện giữa hai điện tích điểm trong một môi trường phụ thuộc vào hằng số điện môi của môi trường đó. Cụ thể hơn, lực Coulomb giữa hai điện tích đặt trong điện môi đồng chất nhỏ hơn lực tác dụng giữa chúng trong chân không một số lần; hệ số tỉ lệ đó chính là độ điện thẩm tương đối. Tương tự, độ điện thẩm tương đối của một vật liệu là tỉ số giữa điện dung của một tụ điện dùng vật liệu đó làm điện môi, với điện dụng của một tụ điện tương tự sử dụng chân không làm điện môi.

Cụm từ "hằng số điện môi" vẫn thường được sử dụng, nhưng đã bị các tổ chức chuẩn hóa trong kỹ thuật[14] và hóa học[15] ngưng sử dụng.

Định nghĩa

Độ điện thẩm tương đối thường được ký hiệu là εr(ω) (đôi khi là κ, chữ kappa) và được định nghĩa bằng

trong đó ε(ω) là độ điện thẩm phức phụ thuộc vào tần số của vật liệu, còn ε0 là độ điện thẩm chân không.

Độ điện thẩm tương đối là một đại lượng không thứ nguyên, với giá trị phức trong trường hợp tổng quát; phần thực và phần ảo của nó thường được ký hiệu là:[16]

Độ điện thẩm tương đối liên quan đến độ cảm điện của môi trường đó, χe, theo hệ thức εr(ω) = 1 + χe.

Trong những môi trường dị hướng (như tinh thể không lập phương), độ điện thẩm tương đối là một tenxơ hạng hai.

Độ điện thẩm tương đối của một vật liệu trong trường hợp tần số bằng không được gọi là độ điện thẩm tương đối tĩnh.

Thuật ngữ

Cụm từ vốn hay được dùng để chỉ độ điện thẩm tương đối là hằng số điện môi, và hiện vẫn đang được dùng rộng rãi. Tuy nhiên, thuật ngữ đó đã bị các tổ chức chuẩn hóa như IEEE và IUPAC ngưng sử dụng,[14][15] bởi nó hay bị nhầm với độ điện thẩm tuyệt đối ε.[14][17][18] Trong ngành, cụm từ độ điện thẩm tương đối có thể dùng để chỉ tính chất không đổi, hoặc một tính chất phụ thuộc vào tần số. Đôi khi thuật ngữ này cũng chỉ tới phần thực ε'r của đại lượng giá trị phức ở trên.

Vật lý

Độ điện thẩm tương đối là một đại lượng số phức, với phần ảo tương ứng với sự lệch pha của phân cực P so với điện trường E và dẫn đến sự suy yếu sóng điện từ truyền qua môi trường. Theo định nghĩa, hằng số điện môi của chân không bằng 1,[18] tức ε = ε0, mặc dù có thể có những hiệu ứng lượng tử phi tuyến tính trong chân không trở nên đáng kể với điện trường mạnh.[19]

Bảng sau liệt kê hằng số điện môi của một số dung môi quen thuộc

Hằng số điện môi ở tần số thấp của một số dung môi thường gặp
Dung môi Hằng số điện môi Nhiệt độ (K)
benzene 2,3 298
diethyl ether 4,3 293
tetrahydrofuran (THF) 7,6 298
dichloromethane 9,1 293
ammonia lỏng 17 273
ethanol 24,3 298
methanol 32,7 298
nitromethane 35,9 303
dimethyl formamide (DMF) 36,7 298
acetonitrile 37,5 293
nước 78,4 298
formamide 109 293

Đo đạc

Độ điện thẩm tương đối εr có thể được đo bằng điện trường tĩnh như sau: đầu tiên điện dung của một tụ điện với chân không ở giữa hai bản tụ, C0, được đo đạc. Sau đó, cũng với tụ điện đó, điện dung C với một điện môi giữa hai bản tụ được đo đạ. Độ điện thẩm tương đối khi đó bằng

Trong trường hợp trường điên từ thay đổi theo thời gian, đại lượng này sẽ phụ thuộc vào tần số. Một phương pháp gián tiếp để tính εr là chuyển đổi kết quả đo tham số S tần số radio.[20] Ngoài ra, còn có thể sử dụng hiệu ứng cộng hưởng ở những tần số cố định.[21]

Xem thêm

Tham khảo

  1. ^ Hector, L. G.; Schultz, H. L. (1936). “The Dielectric Constant of Air at Radiofrequencies”. Physics. 7 (4): 133–136. Bibcode:1936Physi...7..133H. doi:10.1063/1.1745374.
  2. ^ a b c Young, H. D.; Freedman, R. A.; Lewis, A. L. (2012). University Physics with Modern Physics (ấn bản 13). Addison-Wesley. tr. 801. ISBN 978-0-321-69686-1.
  3. ^ Borch, Jens; Lyne, M. Bruce; Mark, Richard E. (2001). Handbook of Physical Testing of Paper Vol. 2 (ấn bản 2). CRC Press. tr. 348. ISBN 0203910494.
  4. ^ Gray, P. R.; Hurst, P. J.; Lewis, S. H.; Meyer, R. G. (2009). Analysis and Design of Analog Integrated Circuits (ấn bản 5). Wiley. tr. 40. ISBN 978-0-470-24599-6.
  5. ^ Harman, A. K.; Ninomiya, S.; Adachi, S. (1994). “Optical constants of sapphire (α‐Al2O3) single crystals”. Journal of Applied Physics. 76 (12): 8032–8036. Bibcode:1994JAP....76.8032H. doi:10.1063/1.357922.
  6. ^ “Properties of silicone rubber”. Azo Materials.
  7. ^ Fox, Mark (2010). Optical Properties of Solids (ấn bản 2). Oxford University Press. tr. 283. ISBN 978-0199573370.
  8. ^ “Fine Ceramics” (PDF). Toshiba Materials.
  9. ^ “Material Properties Charts” (PDF). Ceramic Industry. 2013.
  10. ^ Archer, G. G.; Wang, P. (1990). “The Dielectric Constant of Water and Debye-Hückel Limiting Law Slopes”. Journal of Physical and Chemical Reference Data. 19 (2): 371–411. doi:10.1063/1.555853.
  11. ^ “Permittivity”. schools.matter.org.uk. Bản gốc lưu trữ ngày 11 tháng 3 năm 2016.
  12. ^ Pohl, H. A. (1986). “Giant polarization in high polymers”. Journal of Electronic Materials. 15 (4): 201. Bibcode:1986JEMat..15..201P. doi:10.1007/BF02659632.
  13. ^ Guillemet-Fritsch, S.; Lebey, T.; Boulos, M.; Durand, B. (2006). “Dielectric properties of CaCu3Ti4O12 based multiphased ceramics” (PDF). Journal of the European Ceramic Society. 26 (7): 1245. doi:10.1016/j.jeurceramsoc.2005.01.055.
  14. ^ a b c IEEE Standards Board (1997). “IEEE Standard Definitions of Terms for Radio Wave Propagation”. tr. 6.
  15. ^ a b Braslavsky, S.E. (2007). “Glossary of terms used in photochemistry (IUPAC recommendations 2006)” (PDF). Pure and Applied Chemistry. 79 (3): 293–465. doi:10.1351/pac200779030293. S2CID 96601716.
  16. ^ Linfeng Chen & Vijay K. Varadan (2004). Microwave electronics: measurement and materials characterization. John Wiley and Sons. tr. 8, eq.(1.15). doi:10.1002/0470020466. ISBN 978-0-470-84492-2.
  17. ^ King, Ronold W. P. (1963). Fundamental Electromagnetic Theory. New York: Dover. tr. 139.
  18. ^ a b John David Jackson (1998). Classical Electrodynamics . New York: Wiley. tr. 154. ISBN 978-0-471-30932-1.
  19. ^ Mourou, Gerard A. (2006). “Optics in the relativistic regime”. Reviews of Modern Physics. 78 (2): 309. Bibcode:2006RvMP...78..309M. doi:10.1103/RevModPhys.78.309.
  20. ^ Kuek, CheeYaw. “Measurement of Dielectric Material Properties” (PDF). R&S.
  21. ^ Costa, F.; Amabile, C.; Monorchio, A.; Prati, E. (2011). “Waveguide Dielectric Permittivity Measurement Technique Based on Resonant FSS Filters”. IEEE Microwave and Wireless Components Letters. 21 (5): 273. doi:10.1109/LMWC.2011.2122303. S2CID 34515302.
Lấy từ “https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Hằng_số_điện_môi&oldid=65373320”