真空（物理学定义）

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1、真空（物理学定义） 真空的含义是指在给定的空间内低于一个大气压力的气体状态，是一种物理现象。在“虚空”中，声音因为没有介质而无法传递，但电磁波的传递却不受真空的影响。事实上，在真空技术里，真空系针对大气而言，一特定空间内部之部份物质被排出，使其压力小于一个标准大气压，则我们通称此空间为真空或真空状态。真空常用帕斯卡（Pascal）或托尔（Torr）做为压力的单位。在自然环境里，只有外太空堪称最接近真空的空间。1641年意大利数学家托里拆利在一根长管子内加满水银，然后很缓慢的将管口倒转在一个盛满水银的盆内，管子

2、内水银柱的末端是76厘米高。这时玻璃管最上方无水银地带是真空状态。这一实验为“托里拆利实验”，完成实验的玻璃管为“托里拆利管”。爱因斯坦在用场论观点研究引力现象时，已经认识到空无一物的真空观念是有问题的，他曾提出真空是引力场的某种特殊状态的想法。首先给予真空崭新物理内容的是P.A.M.狄拉克。狄拉克于1930年为了摆脱狄拉克方程负能解的困境，提出真空是充满了负能态的电子海。1历史典故1654年马德堡市长奥托·冯·格里克在雷根斯堡向皇帝展示了他所设计的半球实验。他制造了两个直径51厘米的红色铜制半球，半球中间有

3、一层浸满了油的皮革，用以让两个半球能完全密合。接着他用他自制的真空泵将球内的空气抽掉，此时两个沉重的铜制半球在没有任何接着剂的辅助下紧密地合而为一，让人十分惊讶。但格里克实验的高潮才正要开始，他为了证明两半球的结合是多么紧密、扎实。市长拉来了16匹马，分成两队使劲拉，在一声巨响中，两个半球被拉开了。这就是物理学史上著名的“马德堡半球实验（Magdeburghemispherestest)”2真空分类现代许多高精密度的产品在制造过程中的某些阶段必需 真空(2张)使用程度不一的真空才能制造，如半导体、硬盘、镜片。

4、在实验室和工厂中制造真空的方法是利用泵在密闭的空间中抽出空气以达到某种程度的真空。在真空技术中按照压力的高低我们可以区分为：粗略真空（RoughVacuum）760~10Torr中度真空（MediumVacuum）10~Torr高真空（HighVacuum）~Torr超高真空（Ultra-HighVacuum）Torr以下3物理学定义基本概念按其词源原本是指虚空，即一无所有的空间。工业和真空科学上的真空指的是，当容器中的压力低于大气压力时,把低于大气压力的部分叫做真空，而容器内的压力叫绝对压力；另一种说法是,

5、凡压力比大气压力低的容器里的空间都称做真空。工业真空有程度上的区别：当容器内没有压力即绝对压力等于零时，叫做完全真空;其余叫做不完全真空。而狭义相对论等狄拉克之前的物理理论中的真空则特指不存在任何物质的空间状态，对应于工业里的完全真空。按现代物理量子场论的观点，真空不空，其中包含着极为丰富的物理内容。狭义相对论等理论中的真空只是普朗克常数趋于0时的近似情形。真空科学远在1643年，意大利物理学家托里拆利发现，真空和自然空间有大气和大气压力存在。他将一根一端封闭的长玻璃管灌满汞，并倒立于汞槽中时，发现管中汞面下

6、降，直至与管外的汞面相差76厘米时为止。托里拆利认为，玻璃管汞面上的空间是真空，76厘米高的汞柱是因为存在大气压力的缘故。1650年，德国的盖利克制成活塞真空泵。1654年，他在马德堡进行了著名的马德堡半球试验：用真空泵将两个合在一起的、直径为14英寸(35.5厘米)的铜半球抽成真空，然后用两组各八匹马以相反方向拉拽铜球，始终未能将两半球分开。这个著名的试验又一次证明，空间有大气存在，且大气有巨大的压力。为了纪念托里拆利在科学上的重大发现和贡献，以往习用的真空压力单位就是用他的名字命名的。19世纪中后期，英国

7、工业革命的成功，促进了生产力和科学实验发展，同时也推动了真空技术的发展。1850年和1865年，先后发明了汞柱真空泵和汞滴真空泵，从而研制成了白炽灯泡(1879)、阴极射线管(1879)、杜瓦瓶(1893)和压缩式真空计(1874)。压缩式真空计的应用首次使低压力的测量成为可能。20世纪初，真空电子管出现，促使真空技术向高真空发展。1935～1937年发明了气镇真空泵、油扩散泵和冷阴极电离计。这些成果和1906年制成的皮拉尼真空计至今仍为大多数真空系统所常用。1940年以后，真空应用扩大到核研究(回旋加速器和

8、同位素分离等)、真空冶金、真空镀膜和冷冻干燥等方面，真空技术开始成为一个独立的学科。第二次世界大战期间，原子物理试验的需要和通信对高质量电真空器件的需要，又进一步促进了真空技术的发展。基本原理真空是物理学里面的一个概念，最开始反映的是空无一物的状态，类似于“无”。20世纪P.A.M.狄拉克提出了所谓量子真空的概念，即真空并不是空无一物而是时刻有虚粒子与实物粒子转化的，但整体是对外不显物理属性的宏观总