Wellenwiderstand des Vakuums

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Physikalische Konstante
Name Wellenwiderstand des Vakuums
Formelzeichen
Größenart Elektrischer Widerstand
Wert
SI 3.76730313667(57)e2
Unsicherheit (rel.) 1.5e-10
Planck-Einheiten
Bezug zu anderen Konstanten

Magnetische Feldkonstante
Lichtgeschwindigkeit

Der Wellenwiderstand des Vakuums, auch Freiraumwellenwiderstand, Feldwellenwiderstand des Vakuums oder Wellenimpedanz des Vakuums, ist eine physikalische Konstante mit der Einheit Ohm. Der Freiraumwellenwiderstand gibt das Verhältnis zwischen den Beträgen der elektrischen Feldstärke und der magnetischen Feldstärke einer elektromagnetischen Welle an, die sich im Vakuum ausbreitet, also:

Im Internationalen Einheitensystem (SI) beträgt der Wert

.[1][2]

Zusammenhang mit anderen Naturkonstanten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Wellenwiderstand des Vakuums kann aus anderen Naturkonstanten berechnet werden:

Darin sind

Bis zur Neudefinition der SI-Einheiten im Jahr 2019 waren die Zahlenwerte der Konstanten und durch die Definition der Einheiten „Meter“ und „Ampere“ exakt festgelegt. Dadurch hatte den exakten Wert von . Seit dem 20. Mai 2019 ist zwar der Zahlenwert von immer noch exakt, aber nicht mehr. Damit unterliegt der Zahlenwert des Produkts derselben relativen Messunsicherheit (1,5×10−10) wie der von .

Wellenwiderstand in einem Medium[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen in einem dielektrischen Medium ist der Wellenwiderstand von der Permeabilität und der Permittivität des Mediums abhängig:[3]

Die Dielektrizitätszahl von Luft unter Normalbedingungen beträgt etwa , ihre Permeabilitätszahl ist nur geringfügig größer als 1. Der Wellenwiderstand der Atmosphäre ist mit ungefähr gegenüber dem Wellenwiderstand des Vakuums um gut reduziert.

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. CODATA Recommended Values. NIST, abgerufen am 7. Juli 2019 (englisch, Wert für die magnetische Feldkonstante).
  2. CODATA Recommended Values. NIST, abgerufen am 7. Juli 2019 (englisch, Wert für die Lichtgeschwindigkeit).
  3. Otto Zinke, Heinrich Brunswig, Anton Vlcek: Hochfrequenztechnik: Hochfrequenzfilter, Leitungen, Antennen, Band 1