vacuumpermittiviteit

Vacuumpermittiviteit, meestal aangeduid met ε0, is een fundamentele natuurconstante die aangeeft hoe de lege ruimte reageert op elektrische velden. Het is de elektrische constante en bepaalt de sterkte van elektrostatische interacties in vacuüm. In het SI-stelsel heeft ε0 een waarde van ongeveer 8,854187817 × 10^-12 farad per meter (F/m).

In Coulombs wetgeving werkt de constante via F = (1/(4π ε0)) q1 q2 / r^2. Het elektrische veld E en de elektrische flux D in vacuüm staan gerelateerd door D = ε0 E. In de Maxwell-vergelijkingen verschijnt ε0 onder meer in Gauss’ wet en in de Ampere-Maxwell-vergelijking: ∇·E = ρ/ε0 en ∇×B = μ0 J + μ0 ε0 ∂E/∂t, samen met ∇×E = −∂B/∂t en ∇·B = 0.

De snelheid van licht in vacuüm is gerelateerd aan ε0 via c^2 = 1/(μ0 ε0); daarom is μ0 ε0 gelijk aan 1/c^2. Hierdoor zijn ε0 en μ0 samen verantwoordelijk voor de lichtsnelheid in lege ruimte. In materialen wordt ε = ε0 εr gebruikt, waarbij εr de relatieve permittiviteit is; ε0 blijft de referentiewaarde voor de materiaaleigenschappen.

Historisch gezien ontstond ε0 uit de empirische bepaling van elektrostatische krachten en de definities van vrije ruimte. Met de recente herdefiniëring van de SI-units is c exact en ε0 afgeleid uit μ0 en c, waardoor ε0 een getrouwd, meetbaar constant blijft in praktische toepassingen. Vacuumpemittiviteit is essentieel voor elektromagnetisme en de coherente eenheidsontwerp van de natuurwetten.