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真空的起源与基本概念 真空概念的起源 古代时期,人们就对 “空” 有了一定的思考。古希腊哲学家德谟克利特提出原子论,认为世界由原子和虚空组成,虚空是原子运动的场所,这可以看作是真空概念的早期雏形。但在当时,这只是一种哲学上的思辨,缺乏科学依据。 17 世纪,意大利物理学家托里拆利进行了著名的托里拆利实验。他将一端封闭的长玻璃管装满水银后倒置在水银槽中,发现管内水银面下降到一定高度后不再下降,管内上方形成了一段没有空气的空间,这被认为是人类首次制造出的接近真空的状态,为真空概念奠定了实验基础。 真空的基本概念 定义:从宏观角度来说,真空是指在给定的空间内低于一个大气压力的气体状态。在这种状态下,气体分子的数量相对较少,气体的压力较低。 微观本质:从微观层面看,真空并非绝对的空无一物。即使在高度真空的环境中,仍然存在着一些微观粒子,如光子、中微子等,还可能存在量子场的涨落。根据量子场论,真空是量子场的基态,场在不断地进行量子涨落,会产生虚粒子对的产生和湮灭。 真空度:为了衡量真空的程度,人们引入了真空度的概念。真空度通常用压力来表示,压力越低,真空度越高。例如,在实验室中,一般将 10⁻³ 帕到 10⁻⁶帕的压力范围称为高真空,而将低于 10⁻⁶帕的压力称为超高真空。在工业生产和科学研究中,不同的应用场景对真空度有不同的要求。
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