介電常數（Dielectric Constant），又稱電容率或相對介電常數（Relative Permittivity），是描述電介質材料在外加電場作用下極化程度的物理量，表征材料儲存電能的能力。其英文術語為Dielectric Constant 或Relative Permittivity，符號通常表示為 $varepsilon_r$（無量綱）或 $varepsilon$（絕對介電常數），兩者關系為：
$$varepsilon = varepsilon_r varepsilon_0$$
其中 $varepsilon_0$ 是真空介電常數（≈ $8.85 times 10^{-12}text{F/m}$）。
極化能力
介電常數反映電介質中電荷在電場作用下的位移極化（電子雲偏移）和取向極化（極性分子轉向）程度。$varepsilon_r$ 值越大，材料極化能力越強，削弱電場的效果越顯著。
電容增強效應
在平行闆電容器中，插入介電常數為 $varepsilon_r$ 的電介質後，其電容 $C$ 增大為真空時的 $varepsilon_r$ 倍：
$$C = varepsilon_r C_0$$
其中 $C_0$ 為真空電容。
電磁波傳播影響
介電常數與磁導率共同決定電磁波在介質中的傳播速度 $v$：
$$v = frac{1}{sqrt{varepsilon mu}}$$
因此 $varepsilon_r$ 影響信號延遲和阻抗匹配。
| 材料類型 | 介電常數（$varepsilon_r$） | 應用場景 |
|---|---|---|
| 真空 (Vacuum) | 1.0 | 理論參考基準 |
| 空氣 (Air) | ≈1.0006 | 高頻電路、天線設計 |
| 聚四氟乙烯 (PTFE) | 2.0–2.1 | 高頻電路闆基材 |
| 二氧化矽 (SiO₂) | 3.9–4.5 | 集成電路絕緣層 |
| 矽 (Silicon) | 11.7–12.3 | 半導體器件襯底 |
| 钛酸鋇 (BaTiO₃) | >1000 | 高容量陶瓷電容器 |
美國國家标準與技術研究院 (NIST)
定義介電常數為“介質相對于真空的電容增加比例”，強調其作為材料固有屬性的重要性。
麻省理工學院 (MIT) 開放課程
指出介電常數是“介質對外電場的響應函數”，其值取決于材料微觀結構及外部條件（如溫度、頻率）。
英國國家物理實驗室 (NPL)
強調介電常數在5G通信、納米電子學中的關鍵作用，高頻下需考慮其色散特性（隨頻率變化）。
介電常數是電磁學、材料科學及電子工程的核心參數，直接影響電容器設計、射頻電路性能及光電器件開發。
介電常數（又稱電容率）是描述材料在電場中極化能力的物理量，用符號ε表示。以下是其核心概念的解釋：
基本定義 介電常數反映材料削弱外部電場的能力。其數學表達式為： $$ varepsilon = varepsilon_r cdot varepsilon_0 $$ 其中$varepsilon_0$是真空介電常數（≈8.85×10⁻¹² F/m），$varepsilon_r$為相對介電常數（無量綱）。
物理意義
影響因素
典型應用
常見材料對比：
該參數在電磁場分析、材料科學和電子工程領域具有重要應用價值，實際選擇時需要綜合考量介電損耗、擊穿場強等關聯參數。
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