Impedance vakua

Impedance vakua (někdy s přívlastky charakteristická či vlnová) je fyzikální konstanta vyjadřující poměr intenzit elektrického pole ${\displaystyle E}$ a magnetického pole ${\displaystyle H}$ v rovinné elektromagnetické vlně v prázdném prostoru. Značí se ${\displaystyle Z_{0}}$ a má stejný rozměr jako elektrický odpor, takže její základní jednotkou v soustavě SI je ohm. Z Maxwellových rovic plyne její vztah k dalším vlastnostem vakua

${\displaystyle Z_{0}={\frac {E}{H}}={\sqrt {\frac {\mu _{0}}{\varepsilon _{0}}}}=\mu _{0}c={\frac {1}{\varepsilon _{0}c}}\,,}$

kde ${\displaystyle \mu _{0}}$ je permeabilita vakua, ${\displaystyle \varepsilon _{0}}$ je permitivita vakua a ${\displaystyle c}$ je rychlost světla ve vakuu.

Hodnota impedance vakua po redefinici SI přestala být od r. 2019 pevnou konstantou s přesnou hodnotou a je závislá na experimentálním určení. Protože je svázána definičním vztahem s permeabilitou vakua, nebo s hodnotou bezrozměrné konstanty jemné struktury ${\displaystyle \alpha }$ vztahem

${\displaystyle Z_{0}=2\alpha R_{\mathrm {K} }\,}$ (kde ${\displaystyle h}$ je Planckova konstanta a ${\displaystyle R_{\mathrm {K} }}$ je von Klitzingova konstanta)

a přesnost experimentálního určení obou těchto konstant je spojena s relativní nejistotou měření ${\displaystyle 1{,}6\times 10^{-10}}$,^[1] je stejnou relativní nejistotou zatížena i jim přímo úměrná hodnota impedance vakua. Z aktuální adjustace konstant^[1] proto vyplývá její současná hodnota:

${\displaystyle Z_{0}=376,730\,313\,412(59)\ \Omega \approx 120\pi \ \Omega }$.

Reference