La legge di Coulomb Descrive la forza tra due punti. Nel vuoto, la forza è data da:
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F =k * q1 * q2 / r^2
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Dove:
* f è la forza elettrostatica
* K è costante di Coulomb (circa 8.98755 × 10^9 n⋅m^2/c^2)
* Q1 e Q2 sono le magnitudini delle cariche
* r è la distanza tra le accuse
Quando un mezzo (come aria, acqua o materiale dielettrico) è presente tra le cariche, la forza tra loro viene modificata. Il motivo è che le particelle costituenti del mezzo (atomi o molecole) possono essere polarizzate dal campo elettrico delle cariche. Questa polarizzazione crea un campo elettrico opposto all'interno del mezzo, che riduce efficacemente il campo elettrico netto sperimentato dalle cariche.
L'effetto del mezzo viene catturato da una quantità chiamata permittività (ε). È una misura della facilità con cui un mezzo può essere polarizzato. La permittività del vuoto è indicata come ε₀ (circa 8.854187817 ... × 10^-12 f/m).
La legge di Coulomb modificata in un mezzo è:
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F =k * q1 * q2 / (ε * r^2)
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Punti chiave:
* Permittività più alta significa una forza più debole: La forza tra le cariche diminuisce all'aumentare della permittività del mezzo.
* costante dielettrica: La permittività relativa (ε_r) è il rapporto tra permittività del mezzo e permittività del vuoto (ε_r =ε / ε₀). Questa quantità senza dimensioni ci dice quanto più forte o più debole la forza viene confrontata con la forza nel vuoto.
* Esempi comuni:
* L'aria ha una permittività relativa di circa 1.00059, il che significa che la forza è quasi la stessa di un vuoto.
* L'acqua ha una permittività relativa di circa 80, quindi la forza tra le cariche in acqua è significativamente ridotta.
In sintesi, la presenza di un mezzo tra le cariche influisce sulla forza tra loro riducendola. Questo effetto è quantificato dalla permittività del mezzo, che riflette la sua capacità di essere polarizzata.
