جول لكل متر مكعب — من تشريح الصيغةالجول لكل متر مكعب (J/m³) هو وحدة قياس كثافة الطاقة في النظام الدولي للوحدات، أي مقدار الطاقة المخزنة في حجم معين من الفضاء أو المادة. تظهر هذه الوحدة بشكل طبيعي في الفيزياء عندما تتوزع الطاقة في ثلاثة أبعاد: كثافة الطاقة في المجال الكهربائي، أو المحتوى الطاقي الشبيه بالضغط للإشعاع، أو الطاقة المخزنة في نابض مضغوط لكل وحدة حجم. وبما أن كثافة الطاقة كمية موضعية، فإنها تتيح للفيزيائيين وصف كيفية توزيع الطاقة في مجال أو وسط بدلاً من مجرد اعتبارها كمية إجمالية.
تنبع هذه الوحدة من اعتماد الجول والمتر في النظام الدولي للوحدات (SI) في منتصف القرن العشرين. لم يقدمها شخص واحد بعينه؛ فهي وحدة مركبة طبيعية.
تُشتق الوحدة مباشرة من تعريف الجول (الطاقة) والمتر (الطول). إذا كان لديك حجم مقداره متر مكعب واحد ويحتوي على جول واحد من الطاقة، فإن كثافة الطاقة تكون 1 J/m³. عمليًا، تُحسب كثافة الطاقة غالبًا من شدة المجالات أو خصائص المواد: على سبيل المثال، كثافة الطاقة في المجال الكهربائي تتناسب مع مربع شدة المجال، وكثافة الطاقة في المجال المغناطيسي تتناسب مع مربع كثافة التدفق المغناطيسي. تظهر الوحدة أيضًا في الديناميكا الحرارية، حيث تقيس الطاقة لكل وحدة حجم من غاز أو سائل.
تُستخدم في الهندسة لمقارنة تخزين الطاقة في البطاريات والمكثفات وخزانات الوقود، وفي الفيزياء لتحديد كثافة طاقة المجالات الكهرومغناطيسية في الليزر ومسرعات الجسيمات.
تُقدَّر كثافة طاقة الفراغ في نظرية الحقل الكمومي بحوالي 10^113 J/m³، وهي أكبر بكثير من أي كثافة طاقة كونية مرصودة — وهو تناقض يُعرف بمشكلة الثابت الكوني.
لا مقالات بعد