자유 공간의 임피던스

전자기학에서 자유 공간의 임피던스()인 는 자유 공간을 통과하는 전자기파의 전기장과 자기장의 크기를 연관시키는 물리 상수이다. 즉,

여기서 는 전기장 세기이고, 는 자기장 세기이다. 현재 허용되는 값은
 ,
여기서 Ω은 옴으로, SI 단위의 전기저항이다. 자유 공간의 임피던스(즉, 자유 공간에서 평면파의 파동 임피던스)는 진공 투자율 와 진공에서의 빛의 속력 의 곱과 같다. 2019년 이전에는 이 두 상수의 값 모두 정확한 것으로 간주되었으며(각각 암페어와 미터의 정의에 주어짐), 따라서 자유 공간의 임피던스 값도 정확한 것으로 간주되었다. 그러나 2019년 5월 20일 발효된 2019년 SI 개정으로 인해 SI 단위로 표현된 자유 공간의 임피던스는 오직 진공에서의 빛의 속력 만이 정확하게 정의된 값을 유지하므로 실험적 측정의 대상이 되었다.

 용어 
유전체 광학 매질을 통해 이동하는 평면파의 유사한 양을 매질의 고유 임피던스라고 하며  (Η)로 표기한다. 따라서 는 때때로 자유 공간의 고유 임피던스라고도 불리며 기호 로 주어진다. 그 외에도 여러 동의어가 있다.

 자유 공간의 파동 임피던스,
 진공 임피던스,
 진공의 고유 임피던스,
 진공의 특성 임피던스,
 자유 공간의 파동 저항.

 다른 상수와의 관계 
위의 정의와 맥스웰 방정식의 평면파 해로부터,

여기서
  H/m는 자기 상수이며, 자유 공간의 투자율로도 알려져 있다.
  F/m는 전기 상수이며, 자유 공간의 유전율로도 알려져 있다.
 는 자유 공간에서의 빛의 속력이다.ISO 31-5에 따라, 미국 국립표준기술연구소와 국제 도량형국은 자유 공간에서의 빛의 속력에 대해  표기법을 채택했다."현재 관행은 ISO 31에 따라 진공에서의 빛의 속력을 나타내기 위해 를 사용하는 것이다. 1983년 원래의 권고에서는 이 목적으로  기호가 사용되었다." NIST 특별 출판물 330, 부록 2, p. 45에서 인용. .

의 역수는 때때로 자유 공간의 어드미턴스라고 불리며 기호 로 표시된다.

 역사적 정확한 값 

1948년부터 2019년까지 SI 단위인 암페어는 의 수치를 정확히 로 선택하여 정의되었다. 마찬가지로, 1983년부터 SI 미터는 의 값을 로 선택하여 초에 대해 정의되었다. 결과적으로, 2019년 개정 전까지는
 로 정확하며,
또는
 로 정확하며,
또는

이러한 의존성의 연쇄는 2019년 5월 20일 암페어가 재정의되면서 변경되었다.

 120π 옴으로의 근사치 
1990년 이전의 교과서와 논문에서는 에 대해 120 옴의 근사값을 대입하는 것이 매우 일반적이었다. 이는 빛의 속력 를 정확히 로 간주하고, 당시 를 로 정의하는 것과 동일하다. 예를 들어, 쳉(Cheng)의 1989년 저작은 헤르츠 다이폴의 방사 저항이 다음과 같다고 기술한다.
   (옴 단위 결과; 정확하지 않음).

이러한 관행은 주어진 공식 단위의 불일치에서 인식될 수 있다. 단위 또는 더 공식적으로는 차원 해석을 고려하여 이 공식을 더 정확한 형태로 복원할 수 있으며, 이 경우 다음과 같다.


 같이 보기 
 전자기파 방정식
 전자기장 수학적 기술
 근거리장과 원거리장
 전자기파 방정식의 사인 평면파 해
 스페이스 클로스
 진공
 파동 임피던스

 각주 

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분류:전자기학
분류:물리 상수