امپدانس فضای تهی

امپدانس فضای تهی یا امپدانس فضای آزاد الگو:به انگلیسی، الگو:ریاضی، یک ثابت فیزیکی است که مربوط به اندازه‌های میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی از تابش الکترومغناطیسی که از طریق فضای تهی عبور می‌کنند؛ یعنی

$Z_0=\frac{|𝐄|}{|𝐇|},$

که در آن الگو:Math شدت میدان الکتریکی و الگو:Math شدت میدان مغناطیسی است. مقدار فعلی پذیرفته شده آن است:

اصطلاح‌شناسی

مقدار مشابه برای یک موج تخت که از طریق یک محیط دی‌الکتریک عبور می‌کند ، امپدانس ذاتی محیط نامیده می‌شود و با الگو:ریاضی (اِتا) معیین می‌شود. از این رو الگو:ریاضی گاهی به عنوان امپدانس ذاتی فضای تهی شناخته می‌شود، و نماد الگو:ریاضی داده می‌شود. این مترادف‌های متعدد دیگری دارد، از جمله:

• امپدانس موج فضای تهی،
• امپدانس خلأ،
• امپدانس ذاتی خلأ،
• امپدانس مشخصه خلأ،
• مقاومت موج فضای آزاد.

ارتباط با ثابت‌های دیگر

از تعریف بالا و راه حل موج تخت برای معادلات ماکسول، الگو:درشت

$Z_0=\frac{E}{H}={\mu }_{0}c=\sqrt{\frac{{\mu }_0}{{\epsilon }_0}}=\frac{1}{{\epsilon }_{0}c}$

که

الگو:درشت ثابت مغناطیسی است که به عنوان تراوایی فضای تهی، نیز شناخته می‌شود

الگو:درشت ثابت الکتریکی است، همچنین به عنوان تراوایی فضای تهی، شناخته می‌شود

الگو:Math سرعت نور در فضای تهی است.

مقدار دقیق تاریخی

بین سال‌های ۱۹۴۸ و ۲۰۱۹، واحد SI آمپر با انتخاب مقدار عددی الگو:ریاضی دقیقاً الگو:Math. به همین ترتیب، از سال ۱۹۸۳ با انتخاب مقدار $c_0$ برابر ۲۹۹۷۹۲۴۵۸ متر بر ثانیه، در سنجه SI نسبت به دومی تعریف شده است. در نتیجهٔ تعریف مجدد ۲۰۱۹،

$Z_0={\mu }_{0}c=\pi \times 119.9169832\mathrm{\Omega }$ دقیقاً،

یا

$Z_0=376.73031346177\dots \mathrm{\Omega }.$

این زنجیره وابستگی‌ها با تعریف مجدد آمپر در ۲۰ مه ۲۰۱۹ تغییر کرد.

تقریب $\pi$۱۲۰ اهم

در کتاب‌های درسی و مقالاتی که قبل از سال ۱۹۹۰ نوشته شده‌اند، جایگزین کردن مقدار تقریبی $\pi$۱۲۰ اهم به جای الگو:Math بسیار رایج است. این معادل در نظر گرفتن سرعت نور الگو:''math دقیقاً الگو:Val در رابطه با تعریف فعلی الگو:Math}} به عنوان الگو:Math است. به عنوان مثال، چِنگ ۱۹۸۹ بیان می‌کند که مقاومت تابشی دوقطبی هرتزی است

$R_r\approx 80{\pi }^2{\left(\frac{l}{\lambda }\right)}^2$ (نتیجه برحسب اهم؛ دقیق نیست).

این عمل ممکن است از مغایرت حاصل در یکاهای فرمول داده شده تشخیص داده شود. در نظر گرفتن یکاها، یا به‌طور رسمی‌تر تحلیل ابعادی، ممکن است برای بازگرداندن فرمول به شکل دقیق تر استفاده شود، در این مورد به

$R_r=\frac{2\pi }{3}{Z}_0{\left(\frac{l}{\lambda }\right)}^2.$

جستارهای وابسته

• معادله موج الکترومغناطیسی
• توصیف‌های ریاضی از میدان الکترومغناطیسی
• میدان نزدیک و دور
• جواب‌های موج-تخت سینوسی معادله موج الکترومغناطیسی
• پوشش فضایی
• خلا
• امپدانس موج

برای مطالعه بیشتر

• الگو:Cite book