真空介電常數，又稱為真空電容率，或稱電常數，是一個常見的電磁學物理常數，符號為ε0。在國際單位制里，真空介電常數的數值為：ε0=8.854187817×10-12F/m（近似值）。
基本介紹
- 中文名：或真空電容率
- 外文名：Or vacuum capacitance
或真空電容率,量子詮釋,
或真空電容率
permittivity of free space 或 permittivity of the vacuum
MKSA有理制(國際單位制的電磁學部分)中引入的一個有量綱的常量 。又稱真空介電常量 ，表為ε0，在國際單位制中，ε0=8.854187817×10-12F/m。
ε0和真空磁導率μ0以及電磁波在真空傳播速率c之間的關係為 (見光速)。真空平行板電容器的電容為，若取S為單位面積，d為單位距離，則C=ε0，真空電容率的名稱即源於此。
真空電容率（vacuumpermittivity）是一個重要且基本的物理常數，又稱為真空介電常數。
本身是一個精確值，不存在不確定度，其大小等於ε0=1/（μ0×c2），其中μ0為真空磁導率，c為真空中光速，因為這兩者的值都是精確值，所以ε0也是精確值。μ0=4π×10-7N/A2，c=299792458m/s，所以可算出ε0≈8.854187817×10-12F/m，注意，這裡的“≈“並不是因為不精確，而是因為ε0的精確值是一個無理數，這個無理數的本身的大小是確定的。
在國際單位制里，常數和都是準確值。所以，關於米或安培這些物理量單位的數值設定，不能採用定義方式，而必須設計精密的實驗來測量計算求得。由於是個無理數，的數值只能夠以近似值來表示。
本身是一個精確值，不存在不確定度，其大小等於ε0=1/（μ0×c2），其中μ0為真空磁導率，c為真空中光速，因為這兩者的值都是精確值，所以ε0也是精確值。μ0=4π×10-7N/A2，c=299792458m/s，所以可算出ε0≈8.854187817×10-12F/m，注意，這裡的“≈“並不是因為不精確，而是因為ε0的精確值是一個無理數，這個無理數的本身的大小是確定的。
在國際單位制里，常數和都是準確值。所以，關於米或安培這些物理量單位的數值設定，不能採用定義方式，而必須設計精密的實驗來測量計算求得。由於是個無理數，的數值只能夠以近似值來表示。
對於線性介質，電容率與真空電容率的比率，稱為相對電容率,請注意，這公式只有在靜止的、零頻率的狀況才成立。對於異向性材料，相對電容率是個張量。
量子詮釋
在量子力學裡，電容率可以用發生於原子層次和分子層次的量子作用來解釋。
在較低頻率區域，極性介電質的分子會被外電場電極化，因而誘發出周期性轉動。例如，在微波頻率區域，微波場促使物質內的水分子做周期性轉動。水分子與周邊分子的相互碰撞產生了熱能，使得含水分物質的溫度增高。這就是為什麼微波爐可以很有效率的將含有水分的物質加熱。水的電容率的虛值部分（吸收指數）有兩個最大值，一個位於微波頻率區域，另一個位於遠紫外線(UV)頻率區域。這兩個共振頻率都高於微波爐的操作頻率。
在中間頻率區域，高過促使轉動的頻率區域，又遠低於能夠直接影響電子運動的頻率區域，能量是以共振的分子振動形式被吸收。對於水介質，這是吸收指數開始顯著地下降的區域。吸收指數的最低值是在藍光頻率區域（可見光譜段）。這就是為什麼日光不會傷害像眼睛一類的含水生物組織。
在高頻率區域（像遠紫外線頻率或更高頻率），分子無法弛豫。這時，能量完全地被原子吸收，因而激發電子，使電子躍遷至更高能級，甚至游離出原子。擁有這頻率的電磁波會導致電離輻射。
在較低頻率區域，極性介電質的分子會被外電場電極化，因而誘發出周期性轉動。例如，在微波頻率區域，微波場促使物質內的水分子做周期性轉動。水分子與周邊分子的相互碰撞產生了熱能，使得含水分物質的溫度增高。這就是為什麼微波爐可以很有效率的將含有水分的物質加熱。水的電容率的虛值部分（吸收指數）有兩個最大值，一個位於微波頻率區域，另一個位於遠紫外線(UV)頻率區域。這兩個共振頻率都高於微波爐的操作頻率。
在中間頻率區域，高過促使轉動的頻率區域，又遠低於能夠直接影響電子運動的頻率區域，能量是以共振的分子振動形式被吸收。對於水介質，這是吸收指數開始顯著地下降的區域。吸收指數的最低值是在藍光頻率區域（可見光譜段）。這就是為什麼日光不會傷害像眼睛一類的含水生物組織。
在高頻率區域（像遠紫外線頻率或更高頻率），分子無法弛豫。這時，能量完全地被原子吸收，因而激發電子，使電子躍遷至更高能級，甚至游離出原子。擁有這頻率的電磁波會導致電離輻射。
