ノート:電気定数

改名提案

当該記事名として「電気定数」と「真空の誘電率」のどちらが適切であるかという改名提案です。

事の経緯

1. 2018年5月26日の編集で、利用者:電工石火（会話 / 投稿記録）が記事名を「真空の誘電率」から「電気定数」へ移動する。
2. 2022年2月21日の編集で、利用者:27.136.146.154（会話 / 投稿記録） 氏が履歴継承せずリダイレクト編集を行う。
3. 利用者:電工石火（会話 / 投稿記録）が上記の編集を発見し，差戻しを行う。
4. 利用者:電工石火（会話 / 投稿記録）が改名提案を行う。

参考までに，私が2018年に改名を行った根拠は CODATA が出していた，という一点です。（これは覆りました。）

私の立場

• 「真空の誘電率」は誘電率ではないので，誤解しか招かないこの名称は不適切である。したがって名称は「電気定数」が適当であると考える。

-電工石火（会話） 2022年2月26日 (土) 09:44 (UTC)

・文字通り真空の場合の誘電率なのだから誘電率と呼んでよい。媒質が誘電体でなくても誘電率は誘電率であるから。

・真空の誘電率のほうが体を表した名前である。電気定数という名前は真空中の光速度を時空定数というようなもの。（$c_{0}$を時空定数と呼ぶべき文脈であれば電気定数と呼んでいいと思う）

・誤解というなら、電気/磁気定数という名前は「$\mu _{0}$は単なる係数であり物理量ではない」等の誤解を与える可能性がある。--27.136.146.154 2022年2月28日 (月) 17:36 (UTC)

誘電率は物性を表すが，電気定数は普遍定数であり物性を表さない。両者は明らかに同じではない。 誤解を招いている実例として，記事「材料の構成式」の過去の版では，明らかに電気定数と磁気定数が物性を表すと勘違いしている。 そもそも dielectric material の物性を表す物理量として dielectric constant があったが，ジオルジによる4元化の影響でそれまで区別できなかった ε と κ=ε/ε0 が区別されるようになって，新たな用語として permittivity と specific permittivity がそれぞれ導入され，dielectric constant を「言葉狩り」されている。

時空定数という用語の出所は何ですか。あまりにも脈絡がなさ過ぎて理解しかねます。

電気定数/磁気定数は構成方程式の係数であり，かつ物理量ですよね。 "「μ0は単なる係数であり物理量ではない」等の誤解"とは，「係数と物理量が両立しない」という誤解ですか。 この誤解が生じ得るのは電気定数/磁気定数に限らない話で，ボルツマン定数でも同じことだと思います。 "単なる"の形容が意図するところが理解できませんが，もしかするとこの形容が付くと係数と物理量と排他的になるのですか。 -電工石火（会話） 2022年3月1日 (火) 15:10 (UTC)

構成方程式の項は誤解ではなく編集漏れです。これは私のせいなんですが、もともと真空の構成方程式が書かれていた(過去の版)のを一般の場合に変えた時に下の部分がそのままになってしまいました。

「時空定数」というのは、 c0 が特殊相対論を特徴づける時空に付随する定数だと思ったときに、(SIでの)空間と時間の比を表す定数、つまり時空(の構造)定数と言えるという意味です。ε0 についても同じように真空での D と E の比を表す定数だから電気定数と言えます。しかし、c0 の物理的な意味は真空中の光速度であり、ε0 の意味は媒質が真空だった場合の誘電率なのだから真空の誘電率でよいと思う、ということを言いたかったのでした。

"「μ0は単なる係数であり～"については、"磁気定数に限らない話で，ボルツマン定数でも同じ"は、その意味でならそうですが、電磁気においてはガウス単位系的な考えが未だに根強く(D, H の扱い等)、ガウスではε0 = μ0 = 1で次元も無次元であり、特に μ0 は以前μ0 = 4π × 10⁻⁷ H/mという値だったこともあり、単位系をSIにとったときだけ現れる換算係数であり物理的な量ではないという誤解をしている人/誤解される可能性は ε0 と μ0 (と Z0)については他の物理定数より多いです。であれば、電気/磁気定数よりは意味が分かる真空の誘電率/透磁率と呼んだ方がいいのではという主張です。--27.136.146.154 2022年3月2日 (水) 10:36 (UTC)

構成方程式の項は誤解ではなく編集漏れです。

編集が重ねられて生じた齟齬ではなく，元の文章が書かれた時点で普遍定数が物性量であると明らかに誤認していますよね。

自分は時空定数という用語に見覚えがありません。不見識で申し訳ないですが，出典を提示いただけると有難いです。

単位系をSIにとったときだけ現れる換算係数であり物理的な量ではないという誤解

まず，これが誤解であるか否かは，議論が分かれると思います。単位系をSIにとったとき（実際は量体系をISQにとったとき）だけ現れるというのは言い過ぎですが，「単位系」（実際は量体系）の選び方で消去できるのは事実です。 あと，物理的な量とは何ですか。物理量から言い換えたのはニュアンスが違うのですか。

次に，これが「誤解」であることを受け入れるとして，真空の誘電率/真空の透磁率と呼ぶことで「誤解」が減るという根拠は何ですか。 -電工石火（会話） 2022年3月4日 (金) 14:29 (UTC)

"明らかに誤認"しているようには見えません。線型媒質ならε μが材料定数になるとして真空の場合はそれがε0 μ0であるというのは間違いではないので。真空が誘電体/磁性体だと思って書いているわけではないと思います。本当のところは編集した本人に聞かなければわからないでしょう。

使われている例ということであればブラックホールのインピーダンス p.9に「時空構造定数」という語があり、私が言ったのと同じ意図で使っていると思われます。

単位系の選び方で消去できるのは他の定数でもそうですが、"μ0は単なる係数であり～"は2や4πのような幾何的な値と物理量に分けるなら(SIでも)μ0は前者であるというようなことをガウス単位系でのイメージやかつてのμ0の値に基づいて言っているでは。物理的な量、物理量は同じ意味でしょう。

誤解が減ると思う根拠は、何度か言っていますが真空の誘電率/真空の透磁率は物理的な意味を表した名前であるからです。電気定数と呼ぶことで真空が誘電体であるという誤解を避けられるというのはこれとは違う理由ですか。--27.136.146.154 2022年3月6日 (日) 13:09 (UTC)

編集漏れ（編集が重ねられて生じた齟齬）ではない，という確認をしただけです。 当初の記述を載せられた当人にすれば，誤解はしていないが書き間違えた，といった感じかも知れませんので，実際のところを確認できないのはそのとおりですね。 ただ，客観的に見て誤解していると取られても仕方がない記述ではないかと自分は思いますが。

材料定数（物性定数）とは，物質固有の物理量です。一方で電気定数/磁気定数は普遍定数であり，これらが物質の特性を表していないことは明らかではないですか。 既に存在が否定されたエーテルという「物質」の特性を表していますというなら別ですが，それがまさに"真空が誘電体であるという誤解"です。 真空の誘電率/真空の透磁率という名称が，誤解に基づいた"物理的な意味"を表した名前であるから，誤解しか招かず不適当であるというのが自分の主張です。

時空定数という用語を脈絡なく出されたので，何れかの分野では割と一般的な用語なのかとも思いましたが，そうでもないようですね。 このようなマイナーな用語を比較に持ち出した意図が読み取れません。 -電工石火（会話） 2022年3月13日 (日) 03:26 (UTC)

"明らかに誤認～"は「当初の編集者が明らかに真空が誘電体/磁性体だと思って編集している」という意味だと思い、「線型や一般の場合にε0μ0が材料定数というのは誤りだが、線型の場合のεμは真空の場合ε0μ0とみなせるから元の記述自体は誤りではないし編集者が(真空が誘電体だと)誤解しているかは明らかではない」という意味で返答しました。だから編集が重ねられて生じた齟齬であって元々は正しいですし、ε0μ0を真空の誘電率/透磁率と呼ぶこと自体が「真空が誘電体である」等の誤解を表しているわけではないです。

ε0μ0は普遍定数だが媒質が真空だった場合のεμであるとみなせるのだから物性値とみなして真空の誘電率/透磁率と呼ぶことができ、それは「真空が誘電体である」等の誤解とは無関係です。

普遍定数は物性値でないから真空の誘電率/透磁率等の特定の物理的な意味を表す名前で呼んではいけないというなら真空中の光速度はどうなのですか。物質中の光速度$c={\frac {1}{\sqrt {\varepsilon \mu }}}$は物性値だが真空中の光速度$c_{0}={\frac {1}{\sqrt {\varepsilon _{0}\mu _{0}}}}$は普遍定数であり物性値ではないから真空中の光速度と呼ぶべきではないというのは変だと思います。また、真空中の光速度と呼ぶことで真空が誘電体/磁性体であるという誤解を招くとは思えません。c0を真空中の光速度と呼ぶべきではないのなら電気/磁気定数との対比で考えると「時空定数」かそれに類する語で呼ぶことになるはずですが、真空中の光速度を時空定数と呼ぶべき文脈以外で時空定数と呼ばれているところはみたことがありません。出典等があれば示していただきたいです。通常は常に真空中の光速度と呼ばれます。c0が文字通り真空中の光速度を表しているからです。同様に、ε0μ0を電気/磁気定数と呼ぶべき文脈以外でわざわざそう呼ぶ必要があるとは思えません。文字通り真空の誘電率/透磁率を表しているのだからそう呼んでよいです。--27.136.146.154 2022年3月20日 (日) 16:27 (UTC)

反対 「電気定数」（磁気定数も同じく）と呼んでいる文献を読んだことがないのですが、この呼称は一般的なのでしょうか？ Glayhours（会話） 2022年3月21日 (月) 08:26 (UTC) --Glayhours（会話） 2022年3月26日 (土) 01:34 (UTC)

"元々は正しい"とは，電気定数と磁気定数が，材料の性質を反映する材料定数である，という主張ですか。

呼んではいけないとまでは言っておりません。不適切であると言っているだけです。 自分は「時空定数」という用語を用いるべきなどとは言っておりませんが，どうして自分が出典を求められるのでしょうか。 ここが光速度についての議論をすべき場所だとは思いませんが，私の立場を申しますと

光速度 c は普遍定数であり，あらゆる状況で一定である。もちろん媒質の中であっても光速度 c は一定であるが，ミクロのレベルで散乱や反射，吸収が繰り返されて，マクロには見かけの速度が小さくなったように見えているだけである。
電気定数と磁気定数も，媒質の存在に依存しない普遍定数である。この証左として，構成方程式 D=ε0 E +P および B=μ0(H+M) において，媒質の存在に関わらず同じ係数が用いられる。

さて，最初に書いた通りですが，「電気定数」と「磁気定数」は長らくCODATAが用いていた用語です（ CODATA 2014, 2010, 2006, 2002, 1998）。 SI文書にも併記の形ですが，用いられています（ SI文書, 邦訳）。 -電工石火（会話） 2022年3月24日 (木) 13:13 (UTC)

• 真空は媒質ではない
• 媒質中の電場と電束密度に対してのみ誘電率が定義できる

という考えでしょうか？　前者はともかく後者は誘電率の定義としてぎこちないです。実用上、ほとんど真空の媒質に対して誘電率が定義できないのは面倒に思えます。媒質の存在によらず電場と電束密度の応答は定義できるので、真空を含め媒質の存在によらず誘電率は定義できて然るべきはずです。

CODATA は邦訳がないようですし、これに追従している（少なくとも）日本語の文献がないと一般的だとは主張し難いです。

SI文書同様、記事本文（や Wikipedia の場合リダイレクト）に記述するに留めるべきだったと思います。 Glayhours（会話） 2022年3月25日 (金) 00:11 (UTC) --Glayhours（会話） 2022年3月26日 (土) 01:34 (UTC)

真空は媒質ではない

これについてあまり深く考えずに書いたのは認めますが，媒質という用語で真空を含めるかどうかは文脈によるのではないですか。線形媒質と書く場合は真空を含みませんよね。まあ語弊を生じるのも良くないですので一昨日の記述は「媒質」→「誘電体や磁性体」に読み替えて下さい。

媒質中の電場と電束密度に対してのみ誘電率が定義できる

そこまで言っていません。これに関しては

1. 電気定数/磁気定数は，誘電体/磁性体の存在，線形近似の可否に関わらず，構成方程式の係数として定義される。
2. PやMがEやH(あるいはB)に対して線形であると近似できる場合に，誘電率/透磁率が定義できる。
3. 特別な場合として，PやMが恒等的にゼロの場合，誘電率/透磁率の定義を援用すれば，これらは電気定数/磁気定数と一致する。

という立場です。線形媒質での定義を援用して真空の場合に誘電率/透磁率を考えるのは全く問題ないと思いますが

誘電率/透磁率がまずありきで，これらの特別の場合として媒質が真空だった場合を考えれば真空の誘電率/真空の透磁率である。

というのは論理が逆転しており，この名称で表そうとしている"物理的な意味"がそもそも間違っている。これらの名称は誤解しか招かないので不適切である。

"実用上，ほとんど真空の媒質"とは，どういう意図ですか。ほとんどの状況では，空気があって「真空」ではないが，実用上は真空とみなせる，という意味ですか。この理解で正しいならば，真空引き（減圧）とか物質がないとかいうの意味での「真空」と，電磁気学でいう分極しないという意味での真空で，用語の指すものが違うというだけだと思います。

ログイン必要なのでリンク貼りませんでしたが，邦訳されたものが欲しいのでしたら JIS Z 8000 をご参照ください。こちらは併記（括弧書き）ではなく列挙です。 翻訳者を挟んでいない一次ソースのISO/IECを自分は確認したことがないのと，ありえない「定義」が散見されるので個人的にはちょっとアレですが。 -電工石火（会話） 2022年3月25日 (金) 22:51 (UTC)

> 1. 電気定数/磁気定数は，誘電体/磁性体の存在，線形近似の可否に関わらず，構成方程式の係数として定義される。

> 2. PやMがEやH(あるいはB)に対して線形であると近似できる場合に，誘電率/透磁率が定義できる。

> 3. 特別な場合として，PやMが恒等的にゼロの場合，誘電率/透磁率の定義を援用すれば，これらは電気定数/磁気定数と一致する。

これらの立場には全面的に同意します。

> "実用上，ほとんど真空の媒質"とは，どういう意図ですか。

ここは一つ前の文（媒質中のみ誘電率が定義できる）にかかっているのでかかずらうことはないのですが、「誘電体を前提として誘電率を定義すると真空に対しては誘電率の定義がないことになるが、真空へ向かう（分極を無視できる）極限で誘電率が電気定数に一致することと合わせると据わりが悪い」程度の意味です。

> 邦訳されたものが欲しいのでしたら JIS Z 8000 をご参照ください

情報ありがとうございます。

理科年表などにも同様の訳語があるので日本語として定訳とみなして良いんですね。そうであれば別段、記事名を戻す必要性はなくなりますね（どちらでも検索に差し障りないので）。 Glayhours（会話） 2022年3月26日 (土) 00:49 (UTC)

現状の記事名（電気定数/磁気定数）に対して反対意見が無さそうですので，改名の提案を取り下げました。 -電工石火（会話） 2022年11月26日 (土) 07:29 (UTC)