معاوقة الفراغ

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:

.

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.

التعريفعدل

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،[1] فيُرمز لها بالرمز η0.[2] ولذلك فإن معاوقة الفراغ لها عدة تعريفات منها:

  • معاوقة الموجة في الفضاء الحر[3]
  • معاوقة الفراغ[4]
  • المعاوقة الفعلية للفراغ[5]
  • المعاوقة المُميِّزة للفراغ [6]
  • مقاومة الموجة في الفضاء الحر.[7]

بالنسبة إلى ثوابت أخرىعدل

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

 

حيث:

نفاذية الفراغ   
وثابت الحقل الكهربائي  
وسرعة الضوء في الفراغ  .[8][9]

أحيانًا يتم التعبير عن مقلوب المعاوقة  أي المسامحة للموجة في الفراغ بالرمز  .

القيمة الدقيقةعدل

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:

 

أو

 

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

تقريب القيمة إلى 120π أومعدل

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

انظر أيضًاعدل

مراجععدل

  1. ^ Haslett, Christopher J. (2008). Essentials of radio wave propagation. Cambridge University Press. صفحة 29. ISBN 978-0-521-87565-3. مؤرشف من الأصل في 16 ديسمبر 2019. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  2. ^ David K Cheng (1989). Field and wave electromagnetics (الطبعة Second). New York: Addison-Wesley. ISBN 0-201-12819-5. مؤرشف من الأصل في 8 مايو 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  3. ^ Guran, Ardéshir; Mittra, Raj; Moser, Philip J. (1996). Electromagnetic wave interactions. World Scientific. صفحة 41. ISBN 978-981-02-2629-9. مؤرشف من الأصل في 18 فبراير 2017. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  4. ^ Clemmow, P. C. (1973). An introduction to electromagnetic theory. University Press. صفحة 183. ISBN 978-0-521-09815-1. مؤرشف من الأصل في 18 فبراير 2017. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  5. ^ Kraus, John Daniel (1984). Electromagnetics. McGraw-Hill. صفحة 396. ISBN 978-0-07-035423-4. مؤرشف من الأصل في 18 فبراير 2017. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  6. ^ Cardarelli, François (2003). Encyclopaedia of scientific units, weights, and measures: their SI equivalences and origins. Springer. صفحة 49. ISBN 978-1-85233-682-0. مؤرشف من الأصل في 18 مايو 2016. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  7. ^ Ishii, Thomas Koryu (1995). Handbook of Microwave Technology: Applications. Academic Press. صفحة 315. ISBN 978-0-12-374697-9. مؤرشف من الأصل في 18 فبراير 2017. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  8. ^ With ISO 31-5, NIST and the BIPM have adopted the notation c0 for the speed of light in free space.
  9. ^ "Current practice is to use c0 to denote the speed of light in vacuum according to ISO 31.

وصلات خارجيةعدل