Վակուումի դիմադրություն

Վակուումի դիմադրություն, վակուումի ալիքային դիմադրություն, վակուումի իմպեդանս, ազատ տարածության իմպեդանս, ֆիզիկական հաստատուն, որը կապ է հաստատում վակուումով հաղորդվող էլեկտրամագնիսական ճառագայթման էլեկտրական և մագնիսական դաշտերի մեծությունների միջև։ Նշանակվում է Z₀.

$Z_0=\frac{H}{E}$,

որտեղ $E$-ն էլեկտրական դաշտի լարվածությունն է, $H$-ը՝ մագնիսական դաշտի լարվածությունը։ Վակուումի դիմադրությունն ունի ճշգրիտ իռացիոնալ արժեք, որը մոտավորապես հավասար է 376,73031... օհմ։

Վակուումի իմպեդանսը (ավելի ճիշտ, հարթ ալիքի ալիքային դիմադրությունը վակուումում) հավասար է μ₀ մագնիսական հաստատունի կամ վակուումի թափանցելիության և c₀ վակուումում լույսի արագության արտադրյալին։ Քանի որ մագնիսական հաստատունի և լույսի արագության թվային արժեքները ըստ սահմանման ֆիքսված են համապատասխանաբար ամպերով և մետրով, ազատ տարածության իմպեդանսի ճշգրիտ արժեքը նույնպես ըստ սահմանման ֆիքսվում է համապատասխան SI հիմնական միավորներով։

Տերմինաբանություն

Դիէլեկտրական օպտիկական միջավայրում տարածվող հարթ ալիքի համար համանման մեծությունը կոչվում է միջավայրի սեփական իմպեդանս, նշանակվում է հունարեն η (էտա) տառով։ Այսպիսով Z₀ երբեմն կոչվում է նաև վակուումի սեփական դիմադրություն և նշանակվում է η₀։ Այն բազմաթիվ ուրիշ անվանումներ էլ ունի, որոնցից են՝

• վակուումի (ազատ տարածության) ալիքային իմպեդանս,
• վակուումի իմպեդանս,
• վակուումի սեփական իմպեդանս,
• վակուումի բնութագրական իմպեդանս,
• վակուումի (ազատ տարածության) ալիքային դիմադրություն։

Կապը այլ հաստատունների հետ

Վերը բերված սահմանումից և հարթ ալիքի համար Մաքսվելի հավասարումների լուծումից ստանում ենք՝

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

որտեղ

${\mu }_0=$-ն մագնիսական հաստատունն է,

${\epsilon }_0=$-ն՝ էլեկտրական հաստատունը,

$c_0=$-ն՝ լույսի արագությունը վակուումում։

$Z_0$-ի հակադարձ մեծությունը ($1/Z_0$) երբեմն կոչվում է վակուումի լրիվ հաղորդականություն (ադմիտանս) և նշանակվում $Y_0$։

Ճշգրիտ արժեքը

1948 թվականից ՄՄՀ ամպեր միավորը սահմանվում է՝ μ₀-ի թվային արժեքը ընտրելով ճիշտ 4π×10⁻⁷ Հն/մ։ Նույն ձևով, 1983 թվականից ՄՄՀ մետրը սահմանվում է՝ c₀-ի արժեքի 299 792 458 մ/վ ընտրությամբ։ Հետևաբար,

$Z_0={\mu }_0{c}_0=119,9169832\pi \mathrm{\Omega }$ (ճշգրիտ)

կամ

$Z_0\approx 376,73031346177\dots \mathrm{\Omega }$։

Այս թիվը կարող է փոխվել, եթե 2018 թ․ ՄՀ հիմնական միավորները վերասահմանվեն՝ կիլոգրամի, ամպերի, կելվինի և մոլի սահմանումն ընտրվի համապատասխանաբար ըստ Պլանկի հաստատունի, տարրական էլեկտրական լիցքի, Բոլցմանի հաստատունի և Ավոգադրոյի հաստատունի ճշգրիտ թվային արժեքների։

120π-մոտարկում

1990-ական թվականներից առաջ $Z_0$-ի մոտավոր արժեքը համարվում էր $120\pi$։ Սա համարժեք է լույսի արագությունը 3×10⁸ մ/վ վերցնելուն։ 1989 թ․ Չենգը գրում է, որ Հերցյան դիպոլի անտենայի ճառագայթման դիմադրությունը

$R_r\approx 80{\pi }^2{\left(\frac{\ell }{\lambda }\right)}^2$ [ոչ ճշգրիտ]։

Կիրառելով չափողականության վերլուծությունը, ավելի ճշգրիտ տեսքով այս բանաձևը գրվում է որպես

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