Impedansi ruang hampa

Impedansi ruang hampa, Z₀, 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

Z₀ = 376,730313412(59) Ω.

Impedansi ruang hampa merupakan impedansi gelombang dari suatu gelombang bidang di ruang hampa. Nilainya sama dengan hasil kali permeabilitas vakum μ₀ dan laju cahaya dalam vakum c₀. 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 c₀ yang tetap memiliki nilai yang bersifat eksak.

Hubungan dengan konstanta lainnya

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

μ₀ adalah konstanta magnetik,

ε₀ adalah konstanta listrik,

c₀ adalah laju cahaya dalam ruang hampa.

Nilai eksak historis

Di antara 1948 dan 2019, satuan SI ampere didefinisikan dengan memilih nilai numerik μ₀ agar persis sama dengan 4π × 10⁻⁷ H/m. Sementara itu, sejak 1983 meter SI telah didefinisikan relatif terhadap detik dengan memilih nilai c₀ 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

• Impedansi gelombang
• Persamaan gelombang elektromagnetik

Bacaan lebih lanjut

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