介電常數(shù)的基本概念

　　根據(jù)靜電學(xué)的研究成果， 真空中一個(gè)孤立的電荷q 會(huì)在其周圍產(chǎn)生電場(chǎng)E，當(dāng)另外的一個(gè)試驗(yàn)電荷q0 進(jìn)入到該電場(chǎng)中時(shí)會(huì)受到電場(chǎng)力的作用。由電荷q 所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為：

　　其中， ε₀為真空中的介電常數(shù)；r 為距離點(diǎn)電荷q 的徑向距離。一般來說，電場(chǎng)強(qiáng)度是一個(gè)矢量。試驗(yàn)電荷q0 在距電荷q的距離為r 的點(diǎn)上受到的電場(chǎng)力為：

　　根據(jù)力的反作用性質(zhì)，電荷q 也同樣受到試驗(yàn)電荷q0所產(chǎn)生的電場(chǎng)的力的作用且作用力的大小相等方向相反。根據(jù)式(1) 可知，真空中的介電常數(shù)ε₀表征了孤立電荷q 在給定的距離r 上產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。如果將式(1) 中的真空條件換為某種電介質(zhì)， 則同樣的孤立電荷q 所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度將可表示為：

　　其中，ε為該種電介質(zhì)的介電常數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，人們通常將真空中的介電常數(shù)ε₀選作一個(gè)參照，而將電介質(zhì)的介電常數(shù)ε與ε₀的比值定義成為一個(gè)無量綱的相對(duì)介電常數(shù)ε_r，如式(4) 所示：

　　由于真空是一個(gè)理想的電介質(zhì)模型( 沒有原子、分子) ，所以，在實(shí)際電介質(zhì)中由于束縛電荷效應(yīng)使原電荷q所產(chǎn)生的電場(chǎng)有所下降的情況在真空中不可能出現(xiàn)。因此, 針對(duì)實(shí)際電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)Er 總是滿足大于或等于1。

　　由式(3) 可見，介電常數(shù)ε表示了電荷q 在電介質(zhì)中所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小的一個(gè)制約因素( 除了距離之外，也是*的制約因素) 。顯然，這種推論在靜電場(chǎng)的情況下是*可以被接受的，但是若要將這一推論直接應(yīng)用到交變電場(chǎng)的情況似乎還有些不充分。交變電場(chǎng)情況下電介質(zhì)的微觀表現(xiàn)機(jī)理與宏觀作用的研究取得了一些成果，但是仍然有待更加深入的研究，也是目前電介質(zhì)物理、量子物理的重要研究方向和內(nèi)容之一。

　　可以確認(rèn)的是電介質(zhì)的介電常數(shù)所表征的屬性在交變電場(chǎng)的情況下也會(huì)對(duì)交變電場(chǎng)產(chǎn)生影響。比如，交變電場(chǎng)在電介質(zhì)中的傳播速度會(huì)降低, 頻率不變，波長(zhǎng)會(huì)變短( 電磁傳播理論)并且介電常數(shù)越大，相應(yīng)的改變也會(huì)越大。