معاوقة الفراغ

معاوقة الفراغ

معلومات عامة

التعريف الرياضي	$Z_{0}=c_{0}\mu _{0}$ $Z_{0}={\sqrt {\frac {\mu _{0}}{\varepsilon _{0}}}}$ $Z_{0}={\frac {|{\boldsymbol {E}}|}{|{\boldsymbol {H}}|}}$
نظام الوحدات الدولي	volt per ampere *kilogram square metre per cubic second square ampere
التحليل البعدي	${\mathsf {L}}^{2}{\mathsf {M}}{\mathsf {T}}^{-3}{\mathsf {I}}^{-2}$

معاوقة الفراغ (Z₀) هو ثابت فيزيائي متعلق بقيم المجالات الكهربائية والمغناطيسية لموجة كهرومغناطيسية تسير عبر الفضاء أو الفراغ، حيث: |Z₀ = |E| / |H، حيث |E| هو قوة المجال الكهربائي و |H| هو قوة المجال المغناطيسي. وقيمة معاوقة الفراغ على وجه الدقة تساوي:

$Z_{0}=119.9169832\;\pi \ \Omega \approx 376.730\ 313\ 461\ 77\ldots \Omega$.

معاوقة الفراغ (أو بشكل أدق المعاوقة لموجة على شكل مستوى في الفراغ) تساوي حاصل ضرب نفاذية الفراغ أو الثابت المغناطيسي μ₀  وسرعة الضوء في الفراغ c₀.

التعريف

بما أن المعاوقة لموجة على شكل مستوى تسير عبر وسط عازل تسمى المعاوقة الفعلية، ويرمز لها بالرمز η (إتا)، وكذلك فإن Z₀ تعبر أحيانًا عن المعاوقة الفعلية  للفراغ، فيُرمز لها بالرمز η₀. ولذلك فإن معاوقة الفراغ لها عدة تعريفات منها:

• معاوقة الموجة في الفضاء الحر
• معاوقة الفراغ
• المعاوقة الفعلية للفراغ
• المعاوقة المُميِّزة للفراغ 
• مقاومة الموجة في الفضاء الحر.

بالنسبة إلى ثوابت أخرى

من التعريف السابق ومن خلال حل معادلات ماكسويل لموجة على شكل مستوى؛ نستنتج الآتي:

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

حيث:

نفاذية الفراغ $\mu _{0}=$ 

وثابت الحقل الكهربائي $\varepsilon _{0}=$

وسرعة الضوء في الفراغ $c_{0}=$.

أحيانًا يتم التعبير عن مقلوب المعاوقة$Z_{0}\$ أي المسامحة للموجة في الفراغ بالرمز $Y_{0}\$.

القيمة الدقيقة

منذ عام 1948 وحسب نظام الوحدات الدولي لوحدة أمبير؛ تم اعتماد قيمة نفاذية الفراغ μ₀ بأنها تساوي 4π × 10⁻⁷ هنري (وحدة)/m. ومنذ عام 1983 وحسب النظام الدولي لوحدة متر؛ تم تحديد قيمة c₀ أنها تساوي 299792458 م/ث. وبالتالي فإن:

$Z_{0}=\mu _{0}c_{0}=119.9169832\;\pi \ \Omega$

أو

$Z_{0}\approx 376.730\ 313\ 461\ 77\ldots \Omega .$

ومن المقرر أنه سوف يتم تغيير تعريف وحدة أمبير في عام 2018.

تقريب القيمة إلى 120π أوم

في أغلب الكتب المدرسية والأوراق البحثية والمراجع العلمية قبل عام 1990، يتم استخدام القيمة التقريبية 120π أوم لـ $Z_{0}$. وذلك عند أخذ سرعة الضوء 3×10⁸ م/ث.

انظر أيضًا

• معاوقة الموجة
• وحدات بلانك
• فراغ