論真空介電常數(shù)的本質是什么(論真空介電常數(shù)的本質是)

本文通過真空背景溫度定義真空背景循環(huán)。理論上指出真空介電常數(shù)等于真空背景周期的二分之一。同時，真空電阻率應為1。

1. 定義真空背景循環(huán)

我們知道真空環(huán)境中的溫度為T=2.725開爾文。乘以玻爾茲曼常數(shù)K，可以表示真空中粒子的平均能量。由于KT代表勢能，所以hu 也代表勢能。其中，h為普朗克常數(shù)，代表頻率。

由于頻率 是周期t 的倒數(shù)，我們有

h=KTh/t=KTt=h/KT

代入h=6.62610-34，K=1.380710-23，T=2.725，我們得到：t=h/KT=1.76210-11（秒）。

密封技術網（mf.go-we.com）暫時將此循環(huán)稱為真空背景循環(huán)。它表示真空背景溫度下粒子的平均運動周期。

2、真空介電常數(shù)的本質

物理上，真空介電常數(shù)是一個重要的常數(shù)，用0表示。

我們假設兩個電荷，一正一負（電荷e），在距離r 處“靜止”。其勢能為：

需要指出的是，兩個電荷的“平穩(wěn)性”并不意味著它們絕對靜止。它們也在真空背景溫度下安靜地移動。該運動可視為簡諧振動（也可描述為圓周運動），周期為t。因此，一定的電荷產生電流I，I=e/t。

由于電荷的電場隨之發(fā)生變化（指空間靜止點處電場強度的變化），而位移電流的本質是改變電場，因此這種變化的電場會在兩個電荷，形成電流。這里位移電流的周期也為t，大小也為I=e/t。因為位移電流的表達式可以寫為：

這里，E是電場強度，S是橫截面積，S是面積積分。

等式右邊的積分等于電荷Q，所以這個等式仍然滿足關系I=dQ/dt。這里I=e/t是由I=dQ/dt的定義推導出來的。因此，這里I=e/t可以表示位移電流的空間分布。

然后，我們從相對論原理得出，任何物理定律都具有相同的數(shù)學表達式。因此，一定電流所經歷的電壓（或電勢）e/04r也應滿足歐姆定律U=IR，U為電壓，R為電阻。

又：R=l/s

其中，為電阻率，l為電流長度，s為橫截面積。對于兩個點電荷，l=r，s=2r2，因為位移電流的長度就是兩個電荷之間的距離。需要注意的是，橫截面看似是球形面積4r2，但其實不是。我們可以這樣分析：假設左邊的電荷帶正電，右邊的電荷帶負電。還假設當右側的負電荷不存在時，左側的正電荷的電場線基于球形面積而發(fā)散。我們將該球面分為左半球面和右半球面。當右側有負電荷時，正電荷的電場線應該幾乎全部指向右半球（因為正電荷指向左側的電場線，所以也會受到負電荷的影響）電荷并以迂回的方式指向右邊），而由于位移電流是變化電場，所以變化電場的電流幾乎全部集中在右半球，而右半球幾乎沒有電流。左半球，所以左半球應該對阻力沒有貢獻。因此，應將正電荷的電阻取為右半球，其橫截面為半球，即2r2（當然也可以采用其他方法進行分析，結論是一樣的） 。

我們還知道，根據量子力學的角度，導體的電阻是由其內部的雜質引起的，但對于真空來說，是不存在雜質的。因此，真空的電阻只有幾何因素而沒有材料結構因素（電阻率），或者說真空中沒有電阻率的概念。真空電阻率可視為1，沒有換算系數(shù)。對于兩個點電荷，位移電流的電阻為：

這與實驗值0=8.8510-12基本一致。說明了推導的可行性。

真空介電常數(shù)本質上應該是時間的量綱。

概括

前面提到，真空電阻率為1可能很難理解，這里我們也可以解釋一下：真空電阻率必須是某個數(shù)字。如果我們把真空電阻率取為1以外的任何數(shù)字，我們就無法用理論或邏輯推導來計算它，因為電阻率與物質結構有關，而真空沒有物質結構，所以它的存在沒有意義。因此，真空的電阻率只能為1。

另外，本文計算真空介電常數(shù)時，理論值與實驗值存在1/200左右的誤差。這是因為：例如，當負電荷存在時，正電荷的電場線仍然少量指向左半球?？紤]以下因素，對于這個因素，之前計算的值只能略小于實驗值。但文章中所說的事實卻是真實的。因此，錯誤也可以被糾正。讀者可以從這方面來判斷。作者有信心陳述真空介電常數(shù)的性質，它有很多應用，例如分析霍爾電阻。讀者可以思考一下。具體內容本文不再贅述。