امپدانس فضای تهی

امپدانس فضای تهی یا امپدانس فضای آزاد، $Z 0$ ، یک ثابت فیزیکی است که مربوط به اندازه‌های میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی از تابش الکترومغناطیسی که از طریق فضای تهی عبور می‌کنند؛ یعنی $Z0 = .mw-parser-output .sfrac{white-space:nowrap}.mw-parser-output .sfrac.tion,.mw-parser-output .sfrac .tion{display:inline-block;vertical-align:-0.5em;font-size:85%;text-align:center}.mw-parser-output .sfrac .num,.mw-parser-output .sfrac .den{display:block;line-height:1em;margin:0 0.1em}.mw-parser-output .sfrac .den{border-top:1px solid}.mw-parser-output .sr-only{border:0;clip:rect(0,0,0,0);height:1px;margin:-1px;overflow:hidden;padding:0;position:absolute;width:1px}|E|/|H|$ ، که در آن $| E |$ شدت میدان الکتریکی و $| H |$ شدت میدان مغناطیسی است. مقدار فعلی پذیرفته شده آن است:

Z₀ = 376.730313668(57) Ω

اصطلاح‌شناسی[ویرایش]

مقدار مشابه برای یک موج تخت که از طریق یک محیط دی‌الکتریک عبور می‌کند ، امپدانس ذاتی محیط نامیده می‌شود و با $η$ (اِتا) معیین می‌شود. از این رو $Z 0$ گاهی اوقات به عنوان امپدانس ذاتی فضای تهی شناخته می‌شود،^[۱] و نماد $η 0$ داده می‌شود.^[۲] این مترادف‌های متعدد دیگری دارد، از جمله:

امپدانس موج فضای تهی،^[۳]
امپدانس خلأ،^[۴]
امپدانس ذاتی خلأ،^[۵]
امپدانس مشخصه خلأ،^[۶]
مقاومت موج فضای آزاد.^[۷]

ارتباط با ثابت‌های دیگر[ویرایش]

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

Z_{0}={\frac {E}{H}}=\mu _{0}c={\sqrt {\frac {\mu _{0}}{\varepsilon _{0}}}}={\frac {1}{\varepsilon _{0}c}}

که

μ 0

ثابت مغناطیسی است که به عنوان تراوایی فضای تهی (هانری/متر)

\approx 12.566\times 10^{-7}

، نیز شناخته می‌شود

ε 0

ثابت الکتریکی است، همچنین به عنوان تراوایی فضای تهی (فاراد/متر)

\approx 8.854\times 10^{-12}

، شناخته می‌شود

c

سرعت نور در فضای تهی است.

مقدار دقیق تاریخی[ویرایش]

بین سال‌های ۱۹۴۸ و ۲۰۱۹، واحد SI آمپر با انتخاب مقدار عددی $μ 0$ دقیقاً $4\pi \times 10^{-7}[M/H]$ . به همین ترتیب، از سال ۱۹۸۳ با انتخاب مقدار $c_{0}$ برابر ۲۹۹۷۹۲۴۵۸ متر بر ثانیه،در متر SI نسبت به دومی تعریف شده‌است. در نتیجهٔ تعریف مجدد ۲۰۱۹،

Z_{0}=\mu _{0}c=\pi \times 119.916\,9832~\Omega

دقیقاً،

یا

Z_{0}=376.730\,313\,461\,77\ldots ~\Omega .

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

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

↑ Haslett, Christopher J. (2008). Essentials of radio wave propagation. The Cambridge wireless essentials series. Cambridge University Press. p. 29. ISBN 978-0-521-87565-3.
↑ David K Cheng (1989). Field and wave electromagnetics (Second ed.). New York: Addison-Wesley. ISBN 0-201-12819-5.
↑ Guran, Ardéshir; Mittra, Raj; Moser, Philip J. (1996). Electromagnetic wave interactions. Series on stability, vibration, and control of systems. World Scientific. p. 41. ISBN 978-981-02-2629-9.
↑ Clemmow, P. C. (1973). An introduction to electromagnetic theory. University Press. p. 183. ISBN 978-0-521-09815-1.
↑ Kraus, John Daniel (1984). Electromagnetics. McGraw-Hill series in electrical engineering. McGraw-Hill. p. 396. ISBN 978-0-07-035423-4.
↑ Cardarelli, François (2003). Encyclopaedia of scientific units, weights, and measures: their SI equivalences and origins. Springer. p. 49. ISBN 978-1-85233-682-0.
↑ Ishii, Thomas Koryu (1995). Handbook of Microwave Technology: Applications. Academic Press. p. 315. ISBN 978-0-12-374697-9.

^[۱]

↑ David K Cheng (1989). Field and wave electromagnetics (Second ed.). New York: Addison-Wesley. ISBN 0-201-12819-5.

بیشتر خواندن[ویرایش]

John David Jackson (1998). Classical electrodynamics (Third ed.). New York: Wiley. ISBN 0-471-30932-X.

[1] Haslett, Christopher J. (2008). Essentials of radio wave propagation. The Cambridge wireless essentials series. Cambridge University Press. p. 29. ISBN 978-0-521-87565-3.

[cheng2-2] David K Cheng (1989). Field and wave electromagnetics (Second ed.). New York: Addison-Wesley. ISBN 0-201-12819-5.

[3] Guran, Ardéshir; Mittra, Raj; Moser, Philip J. (1996). Electromagnetic wave interactions. Series on stability, vibration, and control of systems. World Scientific. p. 41. ISBN 978-981-02-2629-9.

[4] Clemmow, P. C. (1973). An introduction to electromagnetic theory. University Press. p. 183. ISBN 978-0-521-09815-1.

[5] Kraus, John Daniel (1984). Electromagnetics. McGraw-Hill series in electrical engineering. McGraw-Hill. p. 396. ISBN 978-0-07-035423-4.

[6] Cardarelli, François (2003). Encyclopaedia of scientific units, weights, and measures: their SI equivalences and origins. Springer. p. 49. ISBN 978-1-85233-682-0.

[7] Ishii, Thomas Koryu (1995). Handbook of Microwave Technology: Applications. Academic Press. p. 315. ISBN 978-0-12-374697-9.

[cheng-8] David K Cheng (1989). Field and wave electromagnetics (Second ed.). New York: Addison-Wesley. ISBN 0-201-12819-5.

[۱]

[۲]

[۳]

[۴]

[۵]

[۶]

[۷]

[۱]