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電磁 標題:請教什麼是“介電係數”及“介電常數”?兩者有什麼聯繫?
1:張貼:2005-06-11 11:35:21:
請教什麼是“介電係數”及“介電常數”?兩者有什麼聯繫?

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2:李偉榮譽點數3點張貼:2005-06-11 12:49:37: [回應上一篇]
請你把“介電係數”及“介電常數”的前後文一併po上來,由其前後文大概可以推斷這些名詞的意義。。

2

3:黃福坤 (研究所)張貼:2005-06-11 14:16:45: [回應上一篇]
物理專有名詞中有 dielectric constant

介質中 外加電場時 介質內會形成感應電荷 於是這些電荷會使得介質內電場減小
原來真空時的電場(外加電場) 與 最後介質內電場的比值 稱為 介電常數κ
對於電容而言 中間換介電常數大的介質可以增加 電容值 
例如平行板中間加入 介電常數κ的介質後 電容值會增加 κ倍

至於介電係數 不知道是否 寫的人 指的就是介電常數



3

4:張貼:2005-10-20 11:46:54: [回應上一篇]

Quote:
在 2005-06-11 14:16:45, 黃福坤 寫了: 物理專有名詞中有 dielectric constant

介質中 外加電場時 介質內會形成感應電荷 於是這些電荷會使得介質內電場減小
原來真空時的電場(外加電場) 與 最後介質內電場的比值 稱為 介電常數κ
對於電容而言 中間換介電常數大的介質可以增加 電容值 
例如平行板中間加入 介電常數κ的介質後 電容值會增加 κ倍

至於介電係數 不知道是否 寫的人 指的就是介電常數


想請問一下,如果照你說的,是不是介質的介電常數會隨外加電場的大小而影響,那一開始所定義出的介質的介電常數k的外加電場(非指真空時電場)是多大 ? 如果之後介質所受到的外加電場比所定義的外加電場大(非指真空時電場)時,那介電常數應該會變小嗎 ?  

                                                                                              請指導一下  感恩


4

5:黃福坤 (研究所)張貼:2005-10-20 12:32:51: [回應上一篇]
一般的情況下 外加電場通常和原子內部電場比起來小很多
因此極化情形幾乎和電場成正比 
因此對一般實用狀況而言 介電常數是定值 也才稱為常數


5

6:張貼:2006-01-25 10:14:46: [回應第1篇]

[quote] 在 2005-06-11 11:35:21, Anonymous 寫了: 請教什麼是“介電係數”及“介電常數”?兩者有什麼聯繫?

網路上

但我教科書上寫 

permeablity是指  ε和 ε  應該翻做誘電率

εr =  relative permeablity = dielectric constant 是介電常數沒錯

可是從D=  ε E來看 ε   好像應該翻為介電係數


6

7:黃福坤 (研究所)張貼:2006-10-29 20:16:58: [回應上一篇]

ε  不是介電係數

正如你所寫  εr=ε/ε0 才是介電係數


7

8:安迪洛飛(大學理工科系)張貼:2008-05-12 14:38:35: [回應上一篇]

那請問,我有看到一篇說ε0=真空介電常數可是他底下又說ε0=真空誘電率

兩者是一樣的意思嗎?一個是1,另外一個是一個數值

http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/viewtopic.php?topic=12340

寫說介電常數=誘電率=介電係數

再來就是..既然真空介電常數=1,為何還要定義與1的比值是相對誘電率,感覺很無意義



[ 這篇文章被編輯過: 安迪洛飛 在 2008-05-12 14:57:31 ]

8

9:黃福坤(研究所)張貼:2008-05-13 10:16:48: [回應上一篇]
難道沒看出 上一篇白色文字內 真空之介電常數εo 文字正確符號錯誤 應該是 εr 
介電常數是 ε與 εo之比.也就是 介電常數 εr=ε/ε

9

10:安迪洛飛(大學理工科系)張貼:2008-05-13 11:27:12: [回應上一篇]

"難道沒看出 上一篇白色文字內 真空之介電常數εo 文字正確符號錯誤 應該是 εr 介電常數是 ε與 εo之比.也就是 介電常數 εr=ε/ε "

所以真空介電常數應該是ε?是嗎?!

不曉得是不是在講跟我之前看的一段話一樣

他是寫 真空下ε = εo,因此 εr = 1

所以 εr 才會等於真空介電常數,那這樣一來εε都只是介電值,也就是相對誘導率?! 那介電常數就沒有單位了,單純用數值表示他的強度。

 

維基百科的解釋:

相對介電常數 εr(有時用κK表示)定義為如下比例:

 \varepsilon_{r} = \frac{\varepsilon_{s}}{\varepsilon_{0}}

其中εs 是指介質的靜電介電常數,而ε0 是指真空介電常數。這裡的自由空間介電常數是由電場強度E導電通量密度D通過麥克斯韋方程式導出。真空下的(自由空間)介電常數εε0, 所以介電常數為1(ε0是基本量綱)。

介電常數是物質集中靜電通量線的程度的衡量。更精確一點講,它是在靜電場加在一個絕緣體上時存貯在其中的電能相對於真空(其介電常數為1)來說的比例。這樣,介電常數也成為靜介電係數(permittivity, 也稱誘電率)。

這段解釋是說明介電常數也叫做誘電率囉?而且他真的寫ε0 是指真空介電常數

 



[ 這篇文章被編輯過: 安迪洛飛 在 2008-05-13 11:41:13 ]

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11:黃福坤(研究所)張貼:2008-05-13 14:58:37: [回應上一篇]
其實學習科學 有時候中文反而造成困繞 因為有些詞根本中文沒有對應意思只好音譯或用其他方式

ε英文是 permittivity, 介電常數是 dielectric constant

你直接看 英文就知道 原本意思並非如此.其實看翻譯後的中文反而不容易看懂.
因此建議科學的學習 還是看原文會比較容易體會其意義
尤其維基百科中文翻譯的內容往往是英文的很小部分 (似乎懂得中文的網友 大多只想看別人寫的內容 大家都想看 寫得人少 故有此缺憾 )

The relative static permittivity (or static relative permittivity) of a material under given conditions is a measure of the extent to which it concentrates electrostatic lines of flux. It is the ratio of the amount of stored electrical energy when a potential is applied, relative to the permittivity of a vacuum. The relative static permittivity is the same as the relative permittivity evaluated for a frequency of zero.

The relative static permittivity is represented as εr or sometimes κ or K or Dk. It is defined as

\varepsilon_{r} = \frac{\varepsilon_{s}}{\varepsilon_{0}},

where εs is the static permittivity of the material, and ε0 is the electric constant. (The relative permittivity is the complex frequency-dependent \varepsilon(\omega) / \varepsilon_0, which gives the static relative permittivity for ω = 0.)

Other terms for the relative static permittivity are the dielectric constant, or relative dielectric constant, or static dielectric constant. These terms, while they remain very common, are ambiguous and have been deprecated by some standards organizations.[5][6] The reason for the potential ambiguity is twofold. First, some older authors used "dielectric constant" or "absolute dielectric constant" for the absolute permittivity \varepsilon rather than the relative permittivity.[7] Second, while in most modern usage "dielectric constant" refers to a relative permittivity[8], it may be either the static or the frequency-dependent relative permittivity depending on context.

By definition, the linear relative permittivity of vacuum, where \varepsilon = \varepsilon_0, is equal to 1,[9] although there are theoretical nonlinear quantum effects in vacuum that have been predicted at high field strengths (but not yet observed).[10]



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12:安迪洛飛(大學(院))張貼:2008-05-13 15:51:32: [回應上一篇]

其實我也有同感,但是有時候因為比較緊急需要時,偷懶只找中文解釋

因而造成誤解,看過這篇原文之後我大該了解我之前錯在哪,

感謝......果然看原文會比較清楚

畢竟大家的主觀翻譯方式會比較不一樣

了解理論敘述比只看公式講解來的清楚多了


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13:黃福坤(研究所)張貼:2008-05-13 17:09:54: [回應上一篇]
偷懶找中文解釋 萬一誤會意思而不自知 則造成的損害更大
其實翻譯的文章通常很難看(尤其科學文章,更可怕的是逐句翻譯的)
 真正作者親自撰寫的通常比較流暢

其實不怕 不知,因為會找專家
只怕不知卻以為知道 而無法接受其他觀念或造成錯誤決策
這才是最可怕的!

並非危言聳聽! 而是多少錯誤的觀念 因此而形成卻不自知!

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14:Hydrogen Dioxide(研究所)張貼:2010-07-11 16:28:12: [回應第11篇]
 

我想問一下大家

哪個網站可以查到物質的介電係數, 我有看過維基百科, 只有部分物質的介電係數, 我以前沒背過金屬物質的介電係數, 感覺很麻煩~


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15:黃福坤(研究所)張貼:2010-07-11 20:01:36: [回應上一篇]
空間中某處電場 $E_0$,於該處放置某均勻材質物體 使得該處電場變成 E
則該材質的介電係數 應該是???

以上應該是大二電磁學的基本課程內容,
知道以上的結果 將該材質變成金屬導體 應該就可知道 金屬物質的介電係數 應該是???
對於了解介電係數意義的人  就可以很明確的知道金屬導体的介電係數應該為何
因此 一般表格沒有列出來!
既然已經是研究生 就留給你自己好好思索一番!


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16:Hydrogen Dioxide(研究所)張貼:2010-07-11 22:10:01: [回應上一篇]

Quote:
在 2010-07-11 20:01:36, 黃福坤 寫了: 空間中某處電場 $E_0$,於該處放置某均勻材質物體 使得該處電場變成 E
則該材質的介電係數 應該是???


是ε=E/Eo

對嗎?

Quote:
以上應該是大二電磁學的基本課程內容,
知道以上的結果 將該材質變成金屬導體 應該就可知道 金屬物質的介電係數 應該是???
對於了解介電係數意義的人  就可以很明確的知道金屬導体的介電係數應該為何
因此 一般表格沒有列出來!

我看維基百科,有列出部分物質的相對介電係數, 所以當時並不知道﹝知道以上的結果 將該材質變成金屬導體 應該就可知道 金屬物質的介電係數 應該是???]

而我在作報告的途中,遇到一個麻煩,

就是折射率是相對介電係數開根號,

我依據手冊在作報告的途中, 要用到以上公式

而線在卡在數學(其實我本來難以啟齒~但想想還是發問了)

想請問大家:

銀的相對介電係數 開根號是銀在真空中的折射率 (光的波長532nm)

$\sqrt{-85+i(8 \times 10^12)}$這該怎麼算呢?

 


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17:黃福坤(研究所)張貼:2010-07-12 11:57:06: [回應上一篇]
請說明 你認為 "ε=E/Eo " 的理由?  從物理角度 想一想 介面係數的定義

對於折射率與介電係數等關係的處理 建議可先參考
http://en.wikipedia.org/wiki/Refractive_index

17

18:Hydrogen Dioxide(研究所)張貼:2010-07-12 20:00:50: [回應上一篇]

Quote:
在 2010-07-12 11:57:06, 黃福坤 寫了: 請說明 你認為 "ε=E/Eo " 的理由?  從物理角度 想一想 介面係數的定義

我發問這些問題前,是查了香港朗文的英漢科技辭典, 有寫在我的專區來自英漢科技辭典

依據該辭典的說法, 所以我認為ε=E/Eo

Quote:


對於折射率與介電係數等關係的處理 建議可先參考
http://en.wikipedia.org/wiki/Refractive_index

如果是複數折射率的式子, 應該是用 \ n = \sqrt{\frac{\sqrt{\epsilon_1^2+\epsilon_2^2}+\epsilon_1}{2}}這式子,

而消光係數  \kappa = \sqrt{ \frac{ \sqrt{ \epsilon_1^2+ \epsilon_2^2}- \epsilon_1}{2}}.

謝謝黃老師的提供~如有問題會再問~

Relation to dielectric constant

The dielectric constant (which is often dependent on wavelength) is simply the square of the (complex) refractive index in a non-magnetic medium (one with a relative permeability of unity). The refractive index is used for optics in Fresnel equations and Snell's law; while the dielectric constant is used in Maxwell's equations and electronics.

Where \tilde\epsilon, \ \epsilon_1, \ \epsilon_2, n, and \ \kappa are functions of wavelength:

\tilde\epsilon=\epsilon_1+i\epsilon_2= (n+i\kappa)^2.

Conversion between refractive index and dielectric constant is done by:

\ \epsilon_1= n^2 - \kappa^2
\ \epsilon_2 = 2n\kappa
\ n = \sqrt{\frac{\sqrt{\epsilon_1^2+\epsilon_2^2}+\epsilon_1}{2}}
 \kappa = \sqrt{ \frac{ \sqrt{ \epsilon_1^2+ \epsilon_2^2}- \epsilon_1}{2}}.[12]

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19:黃福坤(研究所)張貼:2010-07-12 20:11:58: [回應上一篇]
Quote:
依據該辭典的說法, 所以我認為ε=E/Eo



依據怎樣的說法? 再想一想 是否可能哪裡想錯了!

19

20:(研究所)張貼:2011-02-24 02:18:07: [回應第18篇]

你可能沒弄懂介電係數的物理意義

只是在單純代公式

才會出現這樣的問題

翻翻大學電磁學或電動力學

都研究生了  相信這不是問題


20

21:Hydrogen Dioxide張貼:2011-03-10 19:29:50: [回應上一篇]
Quote:
在 2011-02-24 02:18:07, Anonymous 寫了:

你可能沒弄懂介電係數的物理意義

只是在單純代公式

才會出現這樣的問題

翻翻大學電磁學或電動力學

都研究生了  相信這不是問題


請不要攻擊我。

21

22:Hydrogen Dioxide(研究所)張貼:2011-03-11 21:02:05: [回應第15篇]

Quote:
以上應該是大二電磁學的基本課程內容,
知道以上的結果 將該材質變成金屬導體 應該就可知道 金屬物質的介電係數 應該是???
對於了解介電係數意義的人  就可以很明確的知道金屬導体的介電係數應該為何
因此 一般表格沒有列出來!
既然已經是研究生 就留給你自己好好思索一番!


金屬甚至其他物質的介電係數並非常數, 而是外加電磁場頻率的函數。因此Edward等人所著的http://www.knovel.com/web/portal/browse/display?_EXT_KNOVEL_DISPLAY_bookid=1669才會有列出眾多的表格出來,這也是我碩班時我的老闆要我去查該書(一共有四冊)的原因之一。我鍵入過金物質的介電常數、折射率等物質參數,然後對光場的波長做過圖。由圖發現確實是曲線圖,而不是直線(常數)。

另外上面那位網友,我由你的筆紋可以得知你是誰。

拜託一下,你還沒真正進入研究的領域,你只是目前在苦修量子力學等重課而已,你還不了解「研究」,請不要自以為很懂來教已經完成學位的人。妳目前尚未有資格批判別的研究生。


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23:黃福坤(研究所)張貼:2011-03-11 23:56:40: [回應上一篇]
回想一下 當初你所提的問題
Quote:

我有看過維基百科, 只有部分物質的介電係數, 我以前沒背過金屬物質的介電係數, 感覺很麻煩~



比較一下 維基百科中 http://en.wikipedia.org/wiki/Dielectric_constant 列出的資料是
Relative static permittivities of some materials at room temperature under 1 kHz

在如此低頻的環境條件下 你認為金屬物質的介電係數 會是多少呢?
需要查書嗎?  還是留給你好好思索一番吧!smiley
 


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24:Hydrogen Dioxide張貼:2011-03-12 23:30:45: [回應上一篇]

是的,這是我老闆去馬里蘭大學透過視訊會議,要求我上網查資料的。

後來我上這裡問你,經由建議輾轉到了wikipedia,我讀到該網所列之低頻下的各物質的介電係數。但我們所研究的,為混合頻率的入射光下,奈米金屬粒子的光學特性,因此需要查書以找出詳細資料。不是僅針對單一(低)頻率。


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25:黃福坤(研究所)張貼:2011-03-13 23:00:55: [回應上一篇]
 只是之前留言完全沒有以上的訊息資料 只能從留言內容猜測 你所想要的資訊
尤其原本原問題討論的是DC的介電係數問題
加上你留言時寫下
Quote:

哪個網站可以查到物質的介電係數, 我有看過維基百科, 只有部分物質的介電係數, 我以前沒背過金屬物質的介電係數, 感覺很麻煩


很難想像會是想背一個圖表 只好猜測是低頻的狀況

不管如何 還是回到原討論的物理本質:
也讓你想一想
在低頻或直流DC的環境條件下
依照你的物理認知 你認為金屬物質的介電係數 會是怎樣呢?
smiley



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