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真空介电常量与真空背景周期的关系

2022/07/16166 作者:佚名
导读:值得一提的是,t=1.762 × 10-11s在数值上刚好近似等于真空介电常数ε0的一半,这两个量之间有什么关系呢? 为了说明这个问题,这里假定真空中有二个带有相同电量(电量为e)的点电荷相互作用,相互作用势能为 如果单个电荷以周期 t 做圆周运动,则电流强度为 I=e/t。根据实验结果,电阻的表达式可写为: 其中,ρ为电阻率, 为介质的长度,S为介质的横截面积,电流的方向垂直于横截面。对两个点电

值得一提的是,t=1.762 × 10-11s在数值上刚好近似等于真空介电常数ε0的一半,这两个量之间有什么关系呢?

为了说明这个问题,这里假定真空中有二个带有相同电量(电量为e)的点电荷相互作用,相互作用势能为

如果单个电荷以周期 t 做圆周运动,则电流强度为 Ie/t。根据实验结果,电阻的表达式可写为:

其中,ρ为电阻率,

为介质的长度,S为介质的横截面积,电流的方向垂直于横截面。对两个点电荷来说,虽然它们“静止”,但它们受“真空背景温度”的影响,也在做轻微的热运动,这个运动可看成是简谐运动(也可用圆周运动来进行描述),运动方向在两个点电荷之间,周期为t(即前面的所说的“真空背景周期”)。运动电荷对应的电流可认为就是位移电流,这种运动使两个电荷间的电场也发生了周期性的变化,变化的周期也为t。由于位移电流的本质就是变化的电场,则 e/t 在数值上可表示电流的空间分布,电流方向垂直于以 r 为半径的球面,式中的横截面积为S=4πr2

由于系统处在真空之中,电阻率很大(相对于导体来说),但电子的运动是自由的,两个点电荷间的电阻为:

一个电荷相对一另一个电荷的电势

,相对应的电势能为

比较势能表达式,可知 ε0t/2。

该式表明真空介电常数ε0与真空背景周期成正比。如果假定电阻率 ρ=1,则真空背景周期与真空介电常数在数值上完全相等。可得:

上式说明真空背景温度与真空介电常数成反比,这个结果也显示现实真空环境与宇宙背景有直接关系。虽然用 e/t 来表示位移电流的空间分布并不严格,但是足以说明真空介电常数的测量值与宇宙背景温度有很大程度的关联。 2100433B

*文章为作者独立观点,不代表造价通立场,除来源是“造价通”外。
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