| Physikalische Konstante | |
|---|---|
| Name | Wellenwiderstand des Vakuums |
| Formelzeichen | $ Z_{0}\, $ |
| Größenart | Elektrischer Widerstand |
| Wert | |
| SI | $ 376{,}730\,3\ldots ~\Omega $ |
| Unsicherheit (rel.) | (Exakt) |
| Planck | $ 4\pi \!\, $ |
| Bezug zu anderen Konstanten | |
| $ Z_{0}={\sqrt {{\mu _{0}}/{\varepsilon _{0}}}} $ $ Z_{0}=\mu _{0}\,c $ $ Z_{0}=1/(\varepsilon _{0}\,c) $ $ \mu _{0}\, $ – Magnetische Feldkonstante $ \varepsilon _{0}\, $ – Elektrische Feldkonstante $ c\, $ – Lichtgeschwindigkeit | |
Der Wellenwiderstand des Vakuums, auch Freiraumwellenwiderstand, oder Feldwellenwiderstand des Vakuums, oder Wellenimpedanz des Vakuums ist eine physikalische Konstante. Im Internationalen Einheitensystem (SI) trägt sie die Einheit Ohm. Ihr Wert ist[1]
Sie gibt das Verhältnis an zwischen den Beträgen der elektrischen Feldstärke $ {\vec {E}} $ und der magnetischen Feldstärke $ {\vec {H}} $ einer elektromagnetischen Welle, die sich im Vakuum ausbreitet:
Der Wellenwiderstand des Vakuums kann aus anderen Naturkonstanten berechnet werden:
Darin sind
Da die Werte dieser Konstanten im Rahmen des Internationalen Einheitensystems exakt festgelegt sind, lässt sich auch $ Z_{0} $ mit beliebiger Genauigkeit berechnen.[1]
Bei der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen in einem dielektrischen Medium ist der Feldwellenwiderstand $ Z_{F} $ von der Permeabilität $ \mu $ und der Permittivität $ \varepsilon $ des Mediums abhängig:[2]
Die Dielektrizitätszahl $ \varepsilon _{\mathrm {r} } $ von Luft unter Normalbedingungen beträgt etwa $ \varepsilon _{\mathrm {r} }\approx 1{,}00059 $, ihre Permeabilitätszahl $ \mu _{\mathrm {r} } $ ist nur geringfügig größer als 1. Der Feldwellenwiderstand in der uns umgebenden Atmosphäre ist daher mit ungefähr $ 376{,}62\;\Omega $ gegenüber dem Wellenwiderstand des Vakuums um gut $ 0{,}1\;\Omega $ reduziert.