Constante diélectrique - Définition et Explications

Source: Wikipédia sous licence CC-BY-SA 3.0.
La liste des auteurs est disponible ici.

La constante diélectrique ou constante électrique, également nommée permittivité du vide ou encore permittivité diélectrique du vide, est une constante physique. Elle est notée par ε0.

Définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la division entre les définitions réelles et les définitions nominales.)

La constante diélectrique (La constante diélectrique ou constante électrique, également nommée permittivité du vide ou encore permittivité diélectrique du vide, est une constante physique. Elle est...) se définit comme le rapport entre la permittivité (En électromagnétisme, la permittivité ε d'un matériau est le rapport D/E du déplacement électrique (aussi appelé induction électrique ou excitation électrique) D (en coulombs par mètre...) ε du matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base...) considéré et la permittivité du vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.).

ε0 = \frac {1} {\mu_0 c^2}

où :

  • μ0 est la constante magnétique (La constante magnétique, également nommée perméabilité du vide ou encore permitivité magnétique du vide, est une constante physique. Elle est symbolisée par...)
  • c est la vitesse de la lumière (La vitesse de la lumière dans le vide, notée c (pour « célérité », la lumière se manifestant macroscopiquement comme un...) dans le vide.

Dans le système d'unité SI ε0 a pour valeur:

\epsilon_0 = 8{,}854\ 187\ 817\dots \times 10^{-12} F·m-1.

Il ne s'agit pas à proprement parler d'une valeur approchée : les valeurs de μ0 et c étant parfaitement déterminées, il est possible de connaître celle de ε0 avec autant de chiffres significatifs que désiré.

La constante diélectrique décrit la réponse d'un milieu donné à un champ électrique (Dans le cadre de l'électromagnétisme, le champ électrique est un objet physique qui permet de définir et éventuellement de mesurer en tout point de l'espace...). Elle intervient dans de nombreux domaines, en particulier en optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.), via l'indice de réfraction (L'indice de réfraction provient du phénomène de réfraction qui désigne le changement de direction de la lumière au passage d'un milieu à un autre. La notion d'indice a d'abord été introduite empiriquement comme...). Les lois gérant la réfraction (En physique des ondes — notamment en optique, acoustique et sismologie — le phénomène de réfraction est la déviation d'une onde lorsque la vitesse de celle-ci change entre deux milieux. Typiquement,...) et la réflexion de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement liée...) y font appel.

Au niveau microscopique, la constante diélectrique est liée à la polarisabilité électrique des molécules ou atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner...) constituant le milieu.

La constante diélectrique est une grandeur tensorielle (la réponse du matériau peut dépendre de l'orientation (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil à l'équinoxe) et des points cardinaux (nord de la...) des axes cristallographiques du matériau), qui se réduit à un scalaire (Un vrai scalaire est un nombre qui est indépendant du choix de la base choisie pour exprimer les vecteurs, par opposition à un pseudoscalaire, qui est un nombre qui peut dépendre de la base.) dans les milieux isotropes. Elle est très généralement complexe, la partie imaginaire étant liée au phénomène d'absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise par une autre entité, par exemple, un atome qui fait une transition entre deux niveaux...) ou d'émission du champ électromagnétique (Le champ électromagnétique est le concept central de l'électromagnétisme. On le conçoit souvent comme composition des deux champs vectoriels que l'on peut mesurer...) par le matériau.

La constante diélectrique est également notée k dans le domaine des circuits intégrés et des semi-conducteurs. Les matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) dits low-k sont des diélectriques à faible permittivité. Ils sont utilisés comme isolants entre les interconnexions métalliques pour diminuer le couplage entre celles-ci.

Interprétation physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la...)

La permittivité d'un matériau est définie comme le rapport entre la norme (Une norme, du latin norma (« équerre, règle ») désigne un état habituellement répandu ou moyen...) du champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme de défense déplaçant...) électrique et celle du champ électrique appliqué au matériau. Pour des champs suffisamment grands, ce rapport n'est pas constant et tend vers ε0.

ε0 peut être vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) comme la permittivité intrinsèque du vide.

Pour un matériau donné de permittivité ε, il est possible de définir la permittivité relative, normalisée par rapport à celle du vide \epsilon_R = \frac {\epsilon} {\epsilon_0}. Cette valeur ne possède pas d'unité et est toujours supérieure à 1.

Cet article vous a plus ? Partagez-le sur les réseaux sociaux avec vos amis !
Page générée en 0.006 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique