低真空的获得和测量 (12)
真空获得与测量实验报告
真空获得与测量实验报告真空获得与测量实验报告引言：真空技术在科学研究、工业生产和医学诊断等领域具有重要的应用价值。
为了获得高质量的真空环境，科学家们进行了一系列的实验研究。
本实验旨在探究真空获得的方法和真空度的测量。
一、真空获得的方法1.机械泵机械泵是最常用的真空获得装置之一。
它通过机械运动将气体从容器中抽出，从而降低压力。
机械泵适用于中低真空范围，操作简便，但不能获得高真空。
2.扩散泵扩散泵是一种能够获得高真空的装置。
它通过将气体分子扩散到高速运动的喷嘴上，再通过冷凝或吸附的方式将气体排出。
扩散泵在高真空实验中具有广泛应用，但需要较长的预抽时间。
3.离心泵离心泵是一种利用离心力将气体从容器中排出的装置。
它适用于高真空获得，具有较高的抽速和较短的预抽时间。
离心泵广泛应用于科学研究和工业生产领域。
二、真空度的测量1.毛细流量法毛细流量法是一种常用的真空度测量方法。
它利用毛细管中气体流动的特性来测量真空度。
通过测量气体经过毛细管的流量和压差，可以计算出真空度的大小。
2.热导法热导法是一种基于热传导原理的真空度测量方法。
它利用热传导的速率与气体压力之间的关系来测量真空度。
通过在真空容器中加热一个导热体，测量导热体的温升和导热速率，可以计算出真空度的数值。
3.离子化法离子化法是一种基于气体分子电离的真空度测量方法。
它利用电离电流与气体压力之间的关系来测量真空度。
通过在真空容器中加入一个电离器，测量电离电流的大小，可以计算出真空度的大小。
结论：通过本次实验，我们了解了真空获得的方法和真空度的测量方法。
机械泵、扩散泵和离心泵是常用的真空获得装置，分别适用于不同的真空范围。
毛细流量法、热导法和离子化法是常用的真空度测量方法，各有优缺点。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的真空获得装置和真空度测量方法，以获得高质量的真空环境。
参考文献：[1] 朱玉涛, 梁军. 真空技术与应用[M]. 北京: 科学出版社, 2011.[2] 陈伟, 张磊. 真空技术实验指导[M]. 北京: 高等教育出版社, 2019.[3] 李明, 王丽. 真空度测量方法的比较与分析[J]. 仪器仪表学报, 2018, 39(4): 1-8.。
兰州大学近物实验考题
近物实验面试考题试题（朋兴平；三个实验 17题）真空镀膜1．真空镀膜原理；2．加热烘烤基片对膜的质量有什么影响？3．基片性能、蒸发速度、蒸发时的真空度以及蒸发源与基片之间的距离等因素对膜的质量有什么影响？4．轰击的物理作用？5．真空镀膜的实验操作过程霍尔效应1.什么是霍尔效应；2.若导体中同时有两种极性的载流子参与导电，其综合霍耳系数比单一载流子导电的霍耳系数是增大还是减小，为什么？3.如何分离霍尔效应与其它效应？4.霍耳系数误差因子0.69的说明？5.实际测量与理论相差的原因？红外分光测量1．产生红外吸收的条件是什么？是否所有的分子振动都会产生红外吸收铺？为什么？2．以亚甲基为例说明分子的基本振动形式。
3．何谓基团频率？它有什么重要性及用途？4．红外光谱定性分析的基本依据是什么？简述红外定性分析的过程。
5．影响基团频率的因素有哪些？6．何谓“指纹区”？它有什么特点和用途？7．已知HCl在红外光谱中吸收频率为2993cm-1，试求出H-Cl键的键力常数。
红外光谱的用途？一. 真空的获得与测量（宋长安二个实验19个题）06.61．低真空获得过程中，用火花枪激发玻璃系统，呈现出紫色、分红色说明什么？2．低真空获得过程中，加热或激发被抽容器，压强升高说明什么？3．激发或加热“热偶规”，压强减小说明什么问题？4．低真空测量过程中压强起伏说明什么？5．扩散泵油间歇沸腾的物理原因是什么？6．前级泵能否将扩散泵油蒸汽抽走？为什么？7．如何观察扩散泵油蒸汽流的喷发射程？8．简述气体分子在高真空下的扩散过程。
9．突然停电或者结束机械泵的工作时，必须要做什么？10.操作高真空的测量。
二. 汽液两相制冷机1．F12冷凝器中发生的物理过程？2．F12蒸发器中发生的物理过程？3．环境温度对制冷机的影响？4．制冷剂用量对制冷效果的影响？5．工质的命名与定义？6．在什么情况下，压缩机吸气管会结霜？7．升温曲线可说明那些问题？8．制冷机的构成及其工作原理？9．循环制冷在压焓图能说明些什么？10.在实际应用中，制冷剂多或者缺少时如何解决？近物实验试题（ X衍射）（宋大康1个实验16个）1. 实验室里产生x-ray的必要条件是什么？2. x-ray谱包含哪两种谱线？3. Cukα1的波长是1.54056A,它与所加电压大小有无关系？为什么？4. 晶体与非晶体的本质区别是什么？5. 在三维坐标中画出（221）晶面的示意图。
工科物理实验II_北京科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
工科物理实验II_北京科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.从本质上讲，霍尔效应是运动的带电粒子受到（）的作用而发生偏转引起的。
答案:洛仑兹力2.实验十一光栅光谱仪的使用中，相比于透射光栅，平面反射式光栅的优势在于（）。
答案:闪耀方向落在0级谱线以外的其它级谱线上3.在实验十四低真空的获得、测量与用直流溅射法制备金属薄膜中，用来轰击金属靶材的粒子是（）答案:氩离子4.实验一受迫振动的研究中，摆轮做受迫振动时受到的力矩有（）。
答案:驱动力矩弹性力矩阻尼力矩5.关于实验一受迫振动的研究，描述正确的是（）。
答案:无阻尼的情况下，共振振幅会出现无限大的情况共振时，振幅最大且相位为90°本实验中，摆轮的固有振动周期和摆角有关6.关于实验二霍尔效应，下列说法正确的是（）。
答案:霍尔效应是磁电效应的一种用霍尔效应可以测量半导体材料的载流子浓度和迁移率本实验中不能消除的副效应是埃廷豪斯森效应利用霍尔效应可以测量磁场7.关于实验九PN结特性，叙述不正确的是（）。
答案:在温度不变的情况下，PN结的IF-VF呈线性关系Ge和Si二极管的加热温度区间可以完全相同Si二极管是一个很好的测温元件，可以用于高温（如500℃加热炉内的温度）的测量8.关于实验三用落球法测定液体不同温度下的黏度及温度的PID调节，以下哪些说法正确（）。
答案:流体所具有的阻止流体内两个流层发生相对滑动的性质称为流体的黏性或黏滞性随着温度的升高，气体的黏度增大流体中运动的物体所受到的黏滞力永远和物体的运动方向相反9.实验三用落球法测定液体不同温度下的黏度及温度的PID调节中，PID调节包括（）。
答案:比例调节微分调节积分调节10.关于实验四迈克尔逊干涉仪中的等倾干涉条纹，以下说法正确的是（）。
答案:条纹是明暗相间的系列同心圆薄膜厚度增加时，圆环不断从中心吐出薄膜越厚，条纹越密11.实验五全息照相实验，拍摄全息照相照片时，下列选项中正确的有（）。
真空的获得与测量
真空的获得与测量用直观的展示真空的获得与测量系统，掌握三种真空规测量不同的真空度的使用方法。
了解涡轮分子泵的结构与使用。
真空在日常生活中的应用。
针对光线能量、压力用演示的方法说明光压的能量与测量。
1、引言真空作为一门单独的学科已显得尤为重要，它与电真空工业、原子能、宇宙航行及空间科学研究、表面物理研究、微电子学及真空冶金等有着紧密的联系并有着广泛的应用。
真空技术的主要环节和基础是真空的获得、真空的测量及真空检漏等。
2、实验原理与装备(1) 机械泵：是用来获得真空、改善和维持真空的装置简称为真空泵。
获得低真空的独立设备为机械泵, 获得高真空的为分子泵，有机械泵作为前级真空下, 分子泵就能获得高真空。
两种泵都纯属机械转动而抽气的金属泵。
机械泵结构简单, 主体为圆柱形钢筒定子空腔, 内有一转子, 偏心安置在钢筒定子内旋转, 转速为350~ 750 转/ 分。
装在转子沟槽内的两个旋片依靠弹簧力和离心力保持与泵体充分接触。
定子上有一个与被抽系统相联的进气口和一个单向活塞阀出气口。
当转子顺时针转动时, 由进气口进入转子与定子之间部分空间V1 的体积不断扩大, 而出气口与转子、定子间的部分空间V2 体积不断缩小, 前者扩大V1 将气体抽入, 后者将气体压缩V2 将压缩后的气体排出泵外, 达到抽气的目的。
一般机械泵上标称2X ) 8, / 20说明它是两个串联的双杠, / X0 是旋片式的, / 80表示每秒8 升的抽气体速率。
(2) 分子泵：是利用高速旋转的涡轮叶片, 不断对被抽气体分子施以定向的动量和压缩作用, 将气体排除, 是一种纯机械的高速旋转的真空泵。
在泵内有一个圆柱形高速旋转的转子, 气体分子从转子上得到一定的动量, 使分子自进气口朝向出气口方向运动, 达到抽气目的。
该泵启动平稳迅速, 它具有刹车功能, 可以得到高速旋转的泵在短时间内很快停下来, 工作压强范围宽, 从101pa 到高真空10-7pa 都可以正常工作。
真空的获得与测量
云南大学物理实验教学中心实验报告课程名称：近代物理实验实验项目：真空的获得与测量学生姓名：朱江醒学号： 20051050148 物理科学技术学院物理系2005级数理基础科学专业指导教师：葛茂茂实验时间： 2007年 12月 23 日 8 时 30 分至12时 30 分实验地点：物理馆实验类型：教学(演示□验证□综合□设计□) 学生科研□课外开放□测试□其它□一．实验目的1．学习高真空的获得与测量方法。
2．熟悉有关设备和仪器的使用方法。
二．实验原理真空技术在工业生产和科学研究中广泛的应用。
真空技术主要包括真空的获得、测量和检查漏气等方面的内容。
1．高真空的获得获得真空用真空泵。
真空泵按工作条件的不同分为两类：能够在大气压下工作的真空泵称为初级泵（如机器泵），用来产生预备真空，需要在预备条件下才能工作的真空泵称为次级泵（如扩散泵），次级泵用来进一步提高真空度，获得高真空。
（1）机器泵一般采用油封转片式机器泵，在圆柱形气缸（定子）内有偏心圆柱作为转子，当转子绕轴转动时，其最上部与气缸内表面紧密接触，沿转子的直径装有两个滑动片（简称滑片），其间装有弹簧，使滑动片在转子转动时与气缸内表面紧密接触，当转子沿箭头所指方向转动时，就可以把被抽容器内的气体由进气管吸入而经过排气孔，排气阀排出机械泵。
为了减少转动摩擦和防止漏气，排气阀及其下部的机械泵内部的空腔部分用密封油密封。
机械泵用的密封油是一种矿物油，要求在机械泵的工作温度下有小的饱和蒸汽压和适当的粘度，机器泵的极限真空度一般在10－2～10－4mmHg，抽气速率一般为每分钟数十升到数百升。
（2）扩散泵一般多采用油扩散泵，扩散泵是高真空泵，当机器泵的极限真空度不能满足要求时，通常加扩散泵来获得高真空。
这种泵不能从通常气压下开始工作，只能在低于1Pa气压下才能工作。
因此，必须与初级泵串联使用。
油扩散泵使用的工作液体有许多种，目前广泛使用的是274号硅油（20℃时饱和汽压为1.3×10－7Pa）和275号硅油（20℃时饱和汽压为1.3×10－8Pa）。
真空获得与测量实验
7-1 真空的获得与测量实验引言真空技术已成为先进的科学技术之一，被广泛应用于工业生产、科学研究的各个领域。
它与电子管真空工业、原子能、宇宙航行及空间科学研究、表面物理研究、微电子学等有着紧密地联系。
真空技术的主要环节和基础是真空的获得，真空的测量及真空检漏等，通过本实验我们将对这些实验的方法和手段进行初步的学习和了解。
实验预习1．学习旋片式机械真空泵、油扩散泵的工作原理；2．了解真空的获得与测量实验系统及实验注意事项。
实验目的1．通过低真空的获得，学习使用旋片式机械真空泵和测量低真空的热偶计。
掌握测量容器的体积比。
2．通过高真空的获得，学习使用油扩散真空泵和测量高真空的电离真空计。
3．了解玻璃管和金属在高真空中的放气现象和去气方法。
4．通过制作放电管，掌握对放电管充气方法，观察放电管放电现象，并计算最佳放电时放电管内的气压差。
4．测量氦（或氖）放电管光谱，并进行光谱分析（选做）。
实验原理一、真空的获得1．真空泵真空的获得主要是利用气体分子的运动特性，借助真空泵把封闭在真空系统中运动的气体分子排出泵外或者吸收（气体分子永远或暂时留在泵内），同时，阻止外部的气体分子通过真空泵进入真空系统。
真空系统内部由于泵口分子被排出导致系统内部的气体浓度不均匀，气体分子会持续不断的向泵口运动，从而形成了“抽”气过程，使得真空系统内部压强低于外部空间，即获得了真空。
对于前一种将气体分子排出泵外的系统，称为开放式抽真空系统，利用真空泵吸收气体分子的系统称为封闭式抽真空系统。
真空系统所能达到的真空程度与真空系统的封闭性，真空泵的工作机理和结构，被抽气体的种类以及真空泵与被抽系统的连接方式有很大的关系。
不同的真空泵适用于不同的真空范围，在实验中开放式系统常用的真空泵有：旋片式机械泵、油扩散泵、罗茨泵、涡轮分子泵等。
封闭式系统常用的真空有：吸附泵、锆铝（钛）泵、离子泵和钛升华泵等。
开放式系统常用的真空泵的工作原理和使用方法可参见“真空技术基本知识部分”。
真空获得与测量实验报告
真空获得与测量一、实验目的1．掌握高真空的获得和测量的基本原理及方法；2．了解真空玻璃系统的结构；熟悉真空泵、真空计的原理二、实验仪器DH2010型多功能真空实验仪（机械泵、扩散泵、真空腔、真空计、各类计量工具）三、实验内容1.使用抽真空设备，获得高真空环境；2.使用真空计进行真空测量；3.利用有限条件估算真空泵的抽气速率。
四、实验步骤因为涉及到使用较大功率的电源，多种真空泵的组合使用，以及高温加热装置，因此在操作设备进行放电实验前，需要教师指导相关的安全须知。
在实验中，操作应要严格按照以下步骤进行：左侧为油扩散泵和真空腔体，右侧为真空系统操作和真空检测复合控制面板。
1.检查仪器的冷却水，气路是否连接正确；2.关闭真空腔的泄气阀；3.打开冷却水系统，打开真空系统总电源，打开真空计电源；4.将工作状态拨键调节至“机械泵”,打开机械泵，对真空腔进行抽气；5.观察真空计(热偶规)示数达到稳定，即机械泵工作效率达到极限，先将工作状态拨键调节至“扩散泵”,在将扩散泵同真空腔之间的阀门打开；6.扩散泵接入至真空系统内，机械泵持续工作，对扩散泵的空间进行抽气；7.观察真空计(热偶规)示数再次达到稳定，将工作状态拨键调节至“扩散泵工作”,按加热键；8.检查加热炉是否正常工作，确认正常后将加热炉缓慢上升接近扩散泵；9.加热炉加热扩散泵，观察真空计(电离规)示数，并记录真空计的示数变化，每10S记录一个值，直至真空计示数不再变化；10.完成数据记录后，关闭真空计(电离规)电源，再按加热键，停止加热，并将加热炉缓慢下降，将工作状态拨键调节至“扩散泵”;11.关闭扩散泵同真空腔之间的阀门后，将工作状态拨键调节至“机械泵”;12.待腔体彻底冷却后，关闭总电源，关闭冷却水系统；13.记录真空腔体的体积，并根据所记录的数据，对扩散泵的抽气速率进行计算。
实验必须由指导教师在的情况下进行，确保实验过程安全、顺利。
五、数据处理方法一：利用公式S=−V lnP2/P1t2−t1粗略求得平均抽气速率。
真空的获得与测量实验报告
真空的获得与测量实验报告真空的获得与测量实验报告引言：真空是指在一定空间内没有气体分子的状态。
在科学研究和工业生产中，真空的获得和测量是非常重要的。
本文将探讨真空的获得和测量方法，并介绍相关实验的结果和分析。
一、真空的获得方法1. 抽气法抽气法是最常见的获得真空的方法之一。
实验中，我们使用了一台真空泵，通过泵的作用将容器内的气体抽出，从而形成真空环境。
实验中，我们选择了机械泵和分子泵的组合，以提高抽气速度和真空度。
2. 管道密封法管道密封法是指通过对容器进行密封，防止气体进入或逸出，从而形成真空环境。
在实验过程中，我们使用了高质量的密封材料，如橡胶密封圈和金属密封垫片，以确保容器的密封性。
二、真空的测量方法1. 粗真空测量粗真空是指真空度较低的状态，通常用毫米汞柱（mmHg）或帕斯卡（Pa）来表示。
实验中，我们使用了粗真空计来测量真空度。
粗真空计基于压力的测量原理，通过测量气体分子对容器壁的撞击力来确定真空度。
2. 高真空测量高真空是指真空度非常高的状态，通常用帕斯卡（Pa）或托（Torr）来表示。
实验中，我们使用了离子计和热导计来测量高真空。
离子计基于气体分子电离的原理，通过测量电离电流来确定真空度。
热导计则基于气体分子传导热量的原理，通过测量传导热量的变化来确定真空度。
三、实验结果与分析在实验中，我们成功地获得了粗真空和高真空环境，并使用相应的测量仪器进行了真空度的测量。
实验结果显示，通过抽气法和管道密封法，我们可以获得不同程度的真空环境。
在粗真空测量中，我们使用了粗真空计进行测量。
实验结果显示，真空度随着抽气时间的增加而增加，但在一定时间后趋于稳定。
这表明，通过抽气法可以获得一定程度的真空度，但无法达到高真空的状态。
在高真空测量中，我们使用了离子计和热导计进行测量。
实验结果显示，离子计和热导计的测量结果相近，并且真空度随着抽气时间的增加而逐渐增加。
这表明，通过抽气法和使用适当的测量仪器，我们可以获得较高的真空度。
低真空获得与测量实验报告
低真空获得与测量实验报告实验目的：1.通过低真空条件下的蒸发作用探究液体的沸腾现象。
2.利用毛细铜管的特性测量液体的沸点。
实验器材：蒸发皿、玻璃板、毛细铜管、真空泵、气球、水银柱实验步骤：1.首先将蒸发皿和玻璃板清洗干净。
2.在蒸发皿中倒入适量的蒸馏水，并放置在玻璃板上。
3.将毛细铜管插入实验室气球中，并用夹子夹紧铜管的一侧。
4.将另一端的毛细铜管插入蒸发皿中，并用胶布固定。
5.打开真空泵的接口并连接到蒸发皿上，开启真空泵。
6.观察蒸发皿中的蒸馏水，并注意观察气球的形状。
7.关闭真空泵，观察气球的变化。
8.将水银柱插入真空泵的接口，将其与蒸发皿相连。
9.打开真空泵，观察水银柱的变化，并记录相应的高度。
实验结果：在实验的过程中，观察到以下现象：1.当开启真空泵时，蒸发皿中的蒸馏水开始出现沸腾现象，随着真空度的增加，沸腾现象更加明显。
2.在蒸发皿中的水开始沸腾后，观察到气球中的体积逐渐扩大，说明水在低压条件下蒸发产生的蒸汽进入了气球中。
3.当关闭真空泵时，观察到气球的体积逐渐缩小，说明气球中的蒸汽在高压条件下重新进入了蒸发皿。
根据实验结果可得出结论：1.在低真空条件下，水的沸点会降低，从而促使水发生沸腾。
2.在低真空条件下，水蒸气的压力较大，可以使水蒸汽进入气球中。
3.当真空度降低时，水蒸气的压力减小，使得气球中的蒸汽返回蒸发皿。
实验误差：1.实验过程中可能存在温度测量不准确的问题，对于液体的沸点测量会产生一定的误差。
2.实验过程中可能存在真空泄漏的问题，导致真空度不稳定，进而对实验结果产生干扰。
改进方案：1.使用更精确的温度计进行测量。
2.加强真空管路的密封，减少真空泄漏。
实验的意义：通过此实验，我们可以深入了解低真空条件下的蒸发现象，并通过毛细铜管测量液体的沸点。
这些知识对于研究液体的蒸发性质、沸腾现象等具有一定的实际应用价值。
同时，通过实验的设计和操作，也提高了我们对科学研究方法的理解和实践能力。
真空的获得与测量实验报告
近代物理实验报告真空的获得与测量学院班级姓名学号时间真空的获得与测量【摘要】本实验是运用包括机械泵，油扩散泵等器材制造一个真空的环境，并通过真空计来测量所获得真空的真空度的过程。
在真空实用技术中，真空的获得和测量是两个最重要的方面，而且在运用技术的过程中，真空获得的设备和测量仪器是必不可少的。
【关键词】真空泵，真空计，测量【引言】1643年，意大利物理学家托里拆利(E.Torricelli)首创著名的大气压实验，获得真空。
1654年，德国物理学家葛利克发明了抽气泵，做了著名的马德堡半球试验。
真空技术在工业生产和科学研究中广泛的应用。
真空技术主要包括真空的获得、测量和检查漏气等方面的内容。
真空是一种不存在任何物质的空间状态，是一种物理现象。
在“真空”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。
1真空常用帕斯卡（Pascal）或托尔（Torr）做为压力的单位。
目前在自然环境里，只有外太空堪称最接近真空的空间。
【实验方案】一、实验原理1．真空的获得真空的获得主要靠真空泵来实现，本实验用机械泵作为主要的真空泵进行实验。
机械泵利用机械旋转产生吸气和排气的过程来获得真空。
常用的是旋片式机械泵。
排气阀采用油封，油在工作室的内表面形成油膜，有利于润滑和A点的密封，但同时也会形成油的蒸气压，限制了机械泵的真空度，并有可能污染真空系统。
为了放置油污染，防止气体倒流，当系统工作一段时间后需要停机，应先关断进气管上的阀门，保持抽气状态，然后给进气管放气，最后才能给机械泵断电。
机械泵的极限真空度为10-1Pa。
当达到极限真空度时，抽气和漏气的速度相等。
真空度不再变化。
油扩散泵是利用气体的扩散性质制作，将扩散泵油加热到沸腾温度，产生大量油气，经过导流管喷出，接着冷凝，重新变成油，返回到蒸发器，气体被机械泵抽走，如此反复，达到连续抽气的目的。
真空设备设计与维护考核试卷
B.设备维护可以等到出现故障时再进行
C.正确的维护可以延长设备的使用寿命
D.设备设计时无需考虑操作人员的安全
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
1.以下哪些因素会影响真空设备的真空度？（）
A.真空泵的类型
五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）
1.请简述真空设备设计的基本原则，并说明在设计中如何考虑系统的泄漏率。
2.真空泵是真空设备的核心部件，请列举三种常见的真空泵类型，并分析它们各自的工作原理和适用场合。
3.在真空设备的维护保养中，为什么需要对泵油进行定期检查和更换？请列举检查泵油时需要关注的几个关键点。
C.防止系统反冲
D.降低系统的抽速
18.以下哪些因素会影响真空设C.设备的操作环境
D.设备的工作负荷
19.以下哪些方法可以用于提高真空系统的抽速？（）
A.增加泵的数量
B.减小泵的排气管路长度
C.提高泵的排量
D.采用多级泵组合
20.在真空设备维护中，以下哪些做法是正确的？（）
4.请阐述在使用真空设备过程中，如何通过操作和维护措施来提高设备的使用效率和延长其使用寿命。
标准答案
一、单项选择题
1. A
2. B
3. C
4. D
5. C
6. D
7. D
8. B
9. B
10. B
11. D
12. B
13. B
14. D
15. B
16. B
17. D
18. C
19. D
20. C
二、多选题
A.定期对设备进行清洁和检查
真空的获得
机械泵油的作用有： （１）密封排气阀门，防止大气经排气阀进入泵内； （２）少量泵油从排气阀和其它间隙进入泵内，起润滑 和冷却作用； （３）当真空度较高时，气体量较小，经过压缩后排气
空腔内的气体仍不足以冲开排气阀，如泵腔有真空泵
油则借助泵油的不可压缩性，冲开排气阀实现排气。
影响机械泵性能的主要因素： （１）泵内死空间； （２）压差造成间隙漏气； （３）可疑气体溶解在泵油中。
表3-2 常用真空泵的汉语拼音代号及名称
代 号 名 称 代 号 名 称
W D X H ZJ YZ L XD
往复真空泵 定片真空泵 旋片真空泵 滑阀真空泵 罗茨真空泵（机械增压泵） 余摆线真空泵 溅射离子泵 单级多旋片式真空泵
Z S LF GL DZ DG IF SZ
油扩散喷射泵（油增压泵） 升华泵 复合式离子泵 锆铝吸气剂泵 制冷机低温泵 灌注式低温泵 分子筛吸附泵 水环泵
道而转入另一级（低真空级），由低真空级抽走，再
经低真空级压缩后排至大气中，即组成了双级泵。这 时总的压缩比由两级来负担，因而提高了极限真空度。
双级直联旋片式机械泵图
气镇作用：气镇又称掺气，它的作用是在泵抽除 含有水蒸汽的混合气体时，含有水蒸汽的混合气体经 过压缩后；若达到饱和蒸汽压，水蒸汽就冷凝成水， 与泵油混在一起回到吸气空间，随后水又挥发成水蒸 汽，导致这部分水蒸汽无法排出。气镇的作用是在刚 开始压缩时向压缩空间掺入—定量的气体，使水蒸汽 没有达到饱和状态时使随气体一起排出泵外。气镇会 降低泵的极限真空度。
旋片式机械泵使用时注意事项： （1）启动前先检查油槽中的油液面，换泵油，机械泵 转子转动方向（否则会把泵油压入真空系统），搬动以 后容易因电路问题造成反相。 （2）机械泵停止工作时要立即让进气口与大气相通，以 清除泵内外的压差，防止大气通过缝隙把泵内的油缓缓地 从进气口倒压进被抽容器（“回油”现象）
(整理)低真空获得和测量
低真空获得和测量（定容法测抽速）简介1.真空技术入门真空：低于一个大气压的气体状态。
1643年，意大利物理学家托里拆利(E.Torricelli)首创著名的大气压实验，获得真空。
自然真空：气压随海拔高度增加而减小，存在于宇宙空间。
人为真空：用真空泵抽掉容器中的气体。
真空量度单位：1标准大气压=760mmHg=760(Torr)1标准大气压=1.013x105 Pa1Torr=133.3Pa真空区域的划分目前尚无统一规定，常见的划分为：粗真空105—103 Pa低真空103—10-1 Pa高真空10-1—10-6 Pa超高真空10-6—10-10 Pa极高真空<10-10 Pa真空技术的应用电子技术、航空航天技术、加速器、表面物理、微电子、材料科学、医学、化工、工农业生产、日常生活等各个领域。
2.真空获得—真空泵1654年，德国物理学家葛利克发明了抽气泵，做了著名的马德堡半球试验。
原理：当泵工作后，形成压差，p1 >p2，实现了抽气。
真空泵的分类气体传输泵是一种能将气体不断地吸入并排出泵外以达到抽气目的的真空泵，例如旋片机械泵、油扩散泵、涡轮分子泵。
气体捕集泵是一种使气体分子短期或永久吸附、凝结在泵内表面的真空泵，例如分子筛吸附泵、鈦升华泵、溅射离子泵、低温泵和吸气剂泵。
真空泵的主要参数a)S（抽气速率）：定义为在泵的进气口任意给定压强下，单位时间内流入泵内的气体体积或表示为：其中，Q为单位时间内流入泵的气体量。
泵的抽气速率S并不是常数，随P而变。
b)极限压强Pu (极限真空)c)最高工作压强Pmd)工作压强范围（Pu-Pm）：泵能正常工作的压强范围几种常用真空泵的工作压强范围旋片机械泵105—10-2 Pa吸附泵105—10-2 Pa扩散泵100—10-5 Pa涡轮分子泵101—10-8Pa溅射离子泵100—10-10Pa低温泵10-1—10-11Pa几种常用真空泵的工作原理a)旋片机械泵工作过程是：吸气—压缩—排气。
中科大实验大纲
中科大大学物理实验课教学大纲物理学在人的科学素质培养中具有重要的地位，实验为物理学的基础，它反映了理工科实验的共性和普遍性问题,在人才科学素质培养中起着不可替代的重要作用.20世纪中叶以来，以计算机信息科学技术、生命科学、空间科学、材料科学等为代表的新的科学技术革命，极大地加速了科学技术的发展和各学科之间的相互交叉和渗透，新的综合化趋势已成为科学发展的主流。
因此，物理实验课程体系，教学内容和教学方法、手段必须由封闭型向开放型转变。
大学物理实验作为大学生在进校后的第一门科学实验课程，不仅应让学生受到严格的、系统的实验技能训练，掌握科学实验的基本知识、方法和技巧，更主要的是要培养学生严谨的科学思维能力和创新精神，培养学生理论联系实际、分析和解决实际问题的能力，特别是与科学技术的发展相适应的综合能力，适应时代的发展，科技进步的创新能力。
一、大学物理实验课程体系、内容和教学模式1．素质教育为目标，建立物理实验课程新体系：打破了传统的力、热、电、光、近代物理实验教学的封闭体系。
建立以基本实验、综合性实验、设计性实验、研究性实验等组成的新的实验课程体系，形成从低到高、从基础到前沿、从接授知识到培养综合能力，逐级提高的四级基础物理实验课程新体系。
每一级物理实验大致用一个学期的时间完成，不同的级标志着不同实验技能和科学思维水平。
使学生从较高起点进入大学物理实验，一个台阶、一个台阶地走向科学的高峰。
2．注重物理实验的时代性与先进性，改革实验教学内容：物理实验必须与现代科学技术接轨，才能激发学生的学习积极性与热情，也才能使现代科技进步的成果渗透到传统的经典课程内容之中，例如将计算机技术、光纤技术、磁共振技术、核物理技术、X射线技术、电子显微技术、光谱技术、真空技术、传感器技术等现代技术及科研成果融用于学生物理实验之中。
3．营造培养创新人才的多元化教学模式和环境）(1)大学物理仿真实验和教学模式(1.1)大学物理仿真实验及其教学模式的目标和特点：大学物理仿真实验把实验设备、教学内容（包括理论教学）、教师指导和学习者的思考、操作有机融合为一体，形成一部可操作的活的教科书，为物理实验改革提供了有力工具，同时克服了实验教学长期受到课堂、课时限制的困扰，使实验教学内容在时间和空间上得到延伸；(1.2)实现理论教学与实验教学的结合：将实验的原理、思想、方法和应用与仿真软件的虚拟实验仪器、实验环境相结合，将理论教学与实验教学有机的融为一体。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
低真空的获得和测量19系04级姓名刘畅畅日期2006年5月26日学号PB04204051实验目的：本实验的目的是掌握低真空获得和测量的方法。
实验原理：一．旋片式机械泵1. 结构及原理旋片式机械泵的结构如图一所示。
它由转子6、定子7、旋片4（或称刮板）、活门和油槽等所构成。
泵的定子装在油槽中，定子的空腔是圆柱形。
转子是圆柱形轮子，它偏心地装成与定子空腔内切位置。
转子可绕自己旋转对称轴转动，方向如图所示。
转子转动是由马达带动的。
转子中镶有两块刮板，刮板之间用弹簧相连，使刮板紧贴在定子空腔内壁上，当转子转动时，被抽容器中的气体经过进气口到定子与转子之间的空间，由活门及出气口排出。
定子浸在油中，油是起密封、润滑与冷却作用的.进油槽是为了让油进人空腔，进空腔的油除了上述作用外，还起着协助打开活门的作用.因为在压强很低时被压缩的气体不足以打开活门，而不可压缩的油将强迫活门被打开。
一般油面在活门上一定距离。
活门的作用是让气体从泵中排出，而不让大气进入泵中。
活门的结构为一金属片或金属球构成。
工作原理如图二所示。
图中(a)表示两刮板转动。
上刮板A与进气口之间的体积不断增大，这时被抽容器内气体从进气口进入这部分空间。
图（b）、(c)表示进入泵中的气体被刮板B与被抽容器隔开并被压缩到活门。
当转子转动到图(d)位置时，被压缩的气体的压强大于大气压，这时活门被打开，气体排出泵外。
这个过程反复不断被抽容器内的气体就不断被抽出泵外。
图一旋片式机械泵剖面图图二旋片式机械泵原理图2. 泵的极限压强和抽速机械泵的主要指标（或参量）是极限压强和抽气速率。
常用机械泵进气口的最低压强可达l~10-1Pa,（10-2~10-3T orr）真空度，即机械泵的极限真空度。
目前常用的机械泵多为两个或两个以上的泵芯串联起来形成的二级泵或多级泵，其极限真空度可达10-2Pa或更高。
图三是旋片式机械泵的抽速特性曲线。
由图可见，在压强较高的一段范围内，抽速随压强的变化不大。
当压强快到极限压强时，抽速迅速下降，最后在极限真空度时抽速为零。
这是因为压强很高时由泵返回被抽容器内的气体仅占次要地位，可被忽略。
当容器内压强不断降低时，返回容器内的气体与被排出气体相比，就越来越不可忽略，因此抽速下降。
最后，从容器中排出气体量等于返回容器内的气体量时，容器中的气体就不再减少了，这时泵的抽速就为零。
图三旋片泵抽速特性曲线3.注意事项机械泵工作时由电动机动力维持者抽气口和排气口的压强差，一旦停止工作，排气口的大气压将把真空泵油压到定子腔中，造成返油事故。
因此，机械泵停止工作后必须使抽气口与大气相通，使泵的进气口和排气口气压平横。
二．粗真空、低真空的测量1. U形管压强计这是最简单的绝对压强计分为开管、闭管两种。
本实验中采用的是闭管式。
测量时，将U形管开口端与待测系统相接，U形管两侧的水银液面高度差值，便是待测的真空度。
显然它是粗真空量具。
2. 热偶真空计的原理是利用在低气压下气体的热导率与气体压强间有依赖关系。
因此，如果把一段金属丝封入导管中，接入真空系统，并通过一定的电流使丝加热，则丝的温度取决于输入功率与散热的平衡关系。
当输入功率一定时，丝温与气体的热导率有关。
只要用某种方法测出丝温变化，即可经校准而读出压强。
利用热电偶测量丝温是很方便的，因此在一真空测量规管中封一加热丝ff及一热电偶T+T-，并使二者保持热接触。
加一恒定电流加热ff，而在T+T-两端用毫伏计测量热电动势，就可做成热偶真空计，经核准即可由热电动势读出真空度。
一般热偶计的测量范围是130~0lPa。
本实验用的是Rzh－2型热偶真空计。
3.放电管，高频火花真空检漏仪低压气体在高压电场中被电离而导电，井发生辉光放电现象，辉光的颜色、形状，亮度将随着气压的不同而改变。
将一封有金属电极的玻璃放电管接入真空系统中，加上高压后就可以通过放电现象来粗略地估计真空度。
放电管中放电现象与真空度的关系见表一。
由于放电现象与剩余气体的压强，成分等多种因素有关，所以观测需要凭经验，只能估计出真空度的数量级。
高频火花真空检漏仪除用作真空检漏外，也可用来估计系统内真空度的数量级。
见表二。
表一表二三．定容法测机械泵的抽速设被抽空间的容积为V，气体压强为P，则所抽气体量可用PV PV表示（注意气体的克分子数PVnRT=）。
令机械泵的有效抽速为S，则单位时间内抽出的气体量Q PS=，此为抽气口的气体流量，同时此流量等于气体总量的减少率，即：()d PVdtθ=-由于V是被抽容积，为恒量，故有：dPPS Vdt=-对上式积分，得：0S VP P e-=式中0P 是0t =时刻容器内气体的压强。
被抽空间的压强P 随时间t 的变化关系为：（注意0(ln )0d P =）(ln )d P S Vdt=- 此式给出抽速的定义，对于一个容积为V 的容器，只要先求得ln P 和t 的关系曲线，由曲线的斜率(ln )d P dt乘以V ，即可得出抽速S 值。
由于这种方法实际上是测定一个规定容器内的压强P 随时间t 的变化，因此称为定容法。
定容法测机械泵有效抽速的优点是，操作简单，只要求一个真空规，一个秒表和一个适当大小的容器即可。
缺点是在抽速过大时，P t -关系难测准。
此外，使用的容器过小，将招致测量上的困难和实验结果的误差。
而V 过大，则放气严重，在某一瞬间容器内的压强很不均匀，因此测量得到的数据往往误差较大。
实验内容：1. 实验装置图四给出实验用的真空系统，包括真空获得设备及测量仪器.在真空系统中用活塞将 机械泵和各种真空计连接起来。
2. 实验内容(1)学习开动机械泵获得低真空； (2)利用U 形管，热偶计测量真空度；(3)观察不同真空度时放电现象，与U 形管热偶计比较，对照； (4)求得本次实验之最高真空度；(5)测量P t -关系曲线并求粗真空下的机械泵的抽速； (6)研究放电对真空度及热偶计的影响（选做）。
3. 实验步骤提示（1）实验用的真空系统原已保持一定真空真，开动机械泵（接通马达电源）前，应缓慢地将大气放入系统。
（2）开动机械泵后，气压（由大气压降至几百帕变化很快，要抓紧时间用U 形管和放电管作对比观测。
图四低真空系统(3)应预先按实验中说明将热偶真空计调整好。
以免巳经抽气需要测量时才发现尚未调整而浪费时间。
在测量过程中要注意使加热电流保持恒定。
(4)在气压较低时，放电对真空度及热偶计示数有显著影响，因此要适当控制放电管，火花检漏仪的使用次数及每次观察时间。
(5)实验结束时，真空系统内应保持真空。
同时机械泵抽气口要与大气相通。
4. 注意事项(1)操作玻璃真空系统时，必须谨慎.未设计好实验方案并经教员同意之前，切忌乱动。
实验进行时，转动活塞要缓慢。
(2)观察放电现象时，不得触摸高压电源及有关部分，以免触电。
(3)机械泵停止工作后，必须放大气入机械泵。
实验现象与实验数据：1.观察不同真空度时的放电现象：压强（Torr）两极放电现象放电管现象110无明显现象无明显现象10两端略紫色两端呈紫色2.实验数据根据以上数据作出P t-图像：⑴U形管所测数据的图像：51015202530-50000500010000150002000025000300003500040000Y A x i s T i t l eX Axis Title⑵ 热偶真空计所测数据的图像：5010015020025051015202530Y A x i s T i t l eX Axis Title3. 粗真空时的机械泵抽速：(ln )d P S Vdt =-下图为ln P t -图像：Y A x i s T i t l eX Axis Title[2006-5-11 21:02 "/Graph3" (2453866)] Linear Regression for Data1_I: Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------ A 10.48777 0.22513 B -0.17658 0.01249------------------------------------------------------------R SD N P------------------------------------------------------------ -0.98773 0.3304 7 <0.0001 可知：lnp —t 曲线的斜率为 17658.0ln -==dtPd n S = 2L = 0.0023m利用公式得到机械泵的抽速：=-=-=n V dtPd VS *ln -0.002*（-0.17658）=3.53E-4W 4. 本次实验的最高真空度为m in P = 132.89474 Pa思考题：1）放大气入系统时,放气要缓慢,为什么?怎样操作活塞?答：为了观察放电现象，所以要调节控制抽气泵使其的抽速降低，所以在放进气体时要缓慢，使C1开口很细，这样抽气时抽速会降低，便于观察放电现象。
2）机械泵停泵后，必须注意什么事项,为什么？答：机械泵工作时由电动机动力维持者抽气口和排气口的压强差，一旦停止工作，排气口的大气压将把真空泵油压到定子腔中，造成返油事故.因此，机械泵停止工作后必须使抽气口与大气相通，使泵的进气口和排气口气压平横.3)为什么在气压较低时（真空度较高）,要适当控制放电管,火花仪的使用次数及每次观察时间？答：在气压较低时，放电对真空度及热偶计示数有显著影响，因此要适当控制放电管,火花检漏仪的使用次数及每次观察时间.。