En
electromagnetisme
, la
permitivitat
(ε) d'un medi es la proporcio
D
/
E
, on
D
es el desplacament electric en
coulombs
per metre quadrat (C/m²) i
E
es la forca del
camp electric
en
volts
per
metre
(V/m). En el cas comu d'un medi
isotrop
,
D
i
E
son paral·lels i ε es un
escalar
, pero en un medi anisotrop, mes general, aquest no es el cas i ε es un
tensor
de rang 2 (causa de
birefringencia
). La permitivitat ve determinada per la tendencia d'un material a polaritzar-se per aplicacio d'un camp electric, anul·lant d'aquesta manera parcialment el camp intern del material. La permitivitat esta relacionada amb la
susceptibilitat electrica
, en aquest sentit, a un
condensador
una alta permitivitat fa que es pugui emmagatzemar la mateixa
carrega electrica
amb un
camp electric
menor, la qual cosa porta a una major
capacitancia
del condensador.
La permitivitat es mesura en
farads
per
metre
(F/m). Tambe pot ser definida com una magnitud adimensional
permitivitat relativa
, o
constant dielectrica
, normalitzada segons la
permitivitat del buit
ε
0
= 8,85419 10
-12
F/m.
On s'aplica un camp electric corre un
corrent electric
. El
corrent total
que corre per un medi real esta compost de dues parts: un corrent de conduccio, i un de desplacament. El
corrent de desplacament
pot ser vist com una resposta elastica que te el material pel camp electric aplicat. A mesura que augmenta el camp electric, el corrent de desplacament s'emmagatzema en el material, i quan el camp electric disminueix el material allibera el corrent de desplacament. Un
dielectric
perfecte
es un material que mostra nomes un corrent de desplacament, que emmagatzema i retorna energia electrica con si fos una 'bateria' ideal.
La permitivitat ε i la
permeabilitat magnetica
μ d'un medi determinen, totes dues juntes, la velocitat de la
radiacio electromagnetica
dins aquest medi.
In vacuo
, aixo ve donat per
on μ
0
es la constant magnetica, o permeabilitat de l'espai buit, igual a 4π × 10
-7
N·A
-2
, i
c
es la
velocitat de la llum
: 299.792.458 m/s.
En alguns medis, per exemple si els corrents de conduccio no son menyspreables, la densitat total del corrent es:
on
,
σ
es la conductivitat (responsable del corrent de conduccio) del medi, i
ε
d
es la permitivitat relativa (responsable del corrent de desplacament).
Dins d'aquest formalisme la
permitivitat complexa ε
*
es defineix com:
Per els materials reals, tant la part real, com la imaginaria de la permitivitat, son funcions mes complicades de frequencia ω per tant aixo porta a la
dispersio optica
dels senyals que contenen
frequencies
multiples, aquest materials son anomenats
dispersius
. Aquesta dependencia de la frequencia reflecteix el fet que la polaritzacio del material no respon instantaniament a un camp aplicat perque la resposta ha de ser sempre
causal
(ve despres del camp aplicat), la funcio dielectrica ε (ω) ha de tenir pols nomes per ω amb parts imaginaries positives, i ε(ω) per tant satisfa la
relacio de Karmers-Kronig
. Sigui com sigui, en el rang de frequencies reduit que s'estudia mes sovint, les constants dielectriques es poden aproximar com a independents de la frequencia.
Per una certa frequencia, la part imaginaria de ε condueix a la perdua d'absorcio, si es negativa, (en l'esmentada convencio per la frequencia), o al seu augment, si es positiva. (Mes generalment, es miren les parts imaginaris dels
valors propis
del tensor dielectric anisotrop.)