Impedansi ruang hampa

Impedansi ruang hampa, $Z 0$ , adalah konstanta fisika yang menghubungkan besar medan listrik dan medan magnet dari radiasi elektromagnetik yang bergerak melalui ruang hampa. Dalam bentuk matematisnya, $Z_{0}={\frac {\left\vert \mathbf {E} \right\vert }{\left\vert \mathbf {H} \right\vert }}$ , dengan $\left\vert \mathbf {E} \right\vert$ adalah kuat medan listrik dan $\left\vert \mathbf {H} \right\vert$ adalah kuat medan magnet. Nilainya yang diterima sekarang adalah^[1]

Z 0 = 376,730313 668

(57) Ω.

Impedansi ruang hampa merupakan impedansi gelombang dari suatu gelombang bidang di ruang hampa. Nilainya sama dengan hasil kali permeabilitas vakum $μ 0$ dan laju cahaya dalam vakum $c 0$ . Sebelum 2019, nilai kedua konstanta tersebut bersifat eksak (mereka diberikan nilainya masing-masing dalam definisi ampere dan meter), dan nilai impedansi ruang hampa juga ikut bersifat eksak. Akan tetapi, dengan pendefinisian ulang satuan pokok SI yang diberlakukan pada 20 Mei 2019, impedansi ruang hampa perlu diukur melalui pengukuran eksperimen karena hanya laju cahaya dalam vakum $c 0$ yang tetap memiliki nilai yang bersifat eksak.

Hubungan dengan konstanta lainnya sunting

Dari definisi di atas, dan penyelesaian gelombang bidang untuk persamaan Maxwell,

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

dengan

μ 0

adalah konstanta magnetik,

ε 0

adalah konstanta listrik,

c 0

adalah laju cahaya dalam ruang hampa.^[2]^[3]

Nilai eksak historis sunting

Di antara 1948 dan 2019, satuan SI ampere didefinisikan dengan memilih nilai numerik $μ 0$ agar persis sama dengan 4 $π$ × 10⁻⁷ H/m. Sementara itu, sejak 1983 meter SI telah didefinisikan relatif terhadap detik dengan memilih nilai $c 0$ agar sama dengan 299.792.458 m/s. Akibatnya sebelum redefinisi 2019,

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

persis,

atau

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

Keeksakan ini berubah ketika ampere didefinisikan ulang pada 20 Mei 2019.

Lihat pula sunting

Referensi sunting

^ "2018 CODATA Value: characteristic impedance of vacuum". The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. NIST. 20 May 2019. Diakses tanggal 2019-10-31.
^ Dengan ISO 31-5, NIST dan BIPM telah mengadopsi notasi $c 0$ untuk laju cahaya dalam ruang hampa.
^ "Current practice is to use $c 0$ to denote the speed of light in vacuum according to ISO 31. In the original Recommendation of 1983, the symbol $c$ was used for this purpose." Kutipan dari NIST Special Publication 330, Appendix 2, p. 45 Diarsipkan 2016-06-03 di Wayback Machine..

Bacaan lebih lanjut sunting

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

[physconst-Z0-1] "2018 CODATA Value: characteristic impedance of vacuum". The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. NIST. 20 May 2019. Diakses tanggal 2019-10-31.

[2] Dengan ISO 31-5, NIST dan BIPM telah mengadopsi notasi $c 0$ untuk laju cahaya dalam ruang hampa.

[3] "Current practice is to use $c 0$ to denote the speed of light in vacuum according to ISO 31. In the original Recommendation of 1983, the symbol $c$ was used for this purpose." Kutipan dari NIST Special Publication 330, Appendix 2, p. 45 Diarsipkan 2016-06-03 di Wayback Machine..

[1]

[2]

[3]