第1章+引论

定义

g=980.665cm/s2 T=273K
ρ=13.595g/cm3
760mmHg产生的压强

1atm=13.595g/cm3x980.665cm/s2x76cm =1.013x106达因/厘米2 =1.013x105牛顿/米2 1 atm = 1.013x105Pa

托里拆利（Torr）

参考书

华中一,真空实验技术,上海:上海科学技术出版社 华中一,头脑风暴，上海:复旦大学出版社 罗 思,真空技术,北京:机械工业出版社 高本辉、崔素言,真空物理,北京:科学出版社



关于“电子科学与技术”专业
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修炼到超出一切色相意识界限的境界



拉丁语 vacuum 空的 现代汉语词典 没有空气或只有极少数空气的状态 美国真空学会定义

Any gas at sub-atmospheric pressure 充有低于大气压强的气体空间 包含压强（或密度）比标准大气压低17个数量级 随着真空获得和测量技术的进步，这个范围下限不断降低
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标准大气压的760分之一

1Torr=1.333x103达因/厘米2 =133.32牛顿/米2
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空间特性和1x105Pa时没有显著不同

分子浓度差别不大2.7x1019/cm3-2.7x1017/cm3 (103Pa) 平均自由程10-6cm 以热运动为主 机械能


压力差（1公斤力/cm2)，

处处均匀,可以绝对密接地施在任意形状表面
托 760 1 7.5*10-3 0.75
帕 1.013*105 133.3 1 100
毫巴 1.013*103 1.333 1*10-2 1
自然真空
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应用学科，但同时包括大量的基本概念
怎么学？
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宏观的东西要掌握好
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气象学




1巴=10 6达因/ 厘米2 气压单位：毫巴mb 巴的千分之一 1mb=0.76mmHg 1mb=100N/m21mb=100Pa（百帕hPa） 毫巴通常在提及飓风或龙卷风暴时使用，更低的中心气压 即意味着更高的风速和更大的威力


单位面积上的作用力 液柱高度
单位制 SI 面积单位 厘米2 力的单位 达因 1达因=1g.cm/s 牛顿 1N=1kg.m/s2 公斤力 1公斤力=9.81牛顿
2
压强单位 达因/厘米2 1bar=106达因/厘米2 牛顿/米2 1Pa=1N/m2 公斤力/米2 1大气压=1公斤力/cm2 =9.81x104N/m2 1磅/英尺2=47.88牛顿/米2 1磅/英寸2＝6894.7牛顿/米2
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真空物理 电子离子与真空物理 物理电子学 物理电子技术 电子科学与技术
课程学习要点
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什么是真空
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什么是“真空”

佛教语 惠能《坛经· 般若品》“念念说空，不识真空”
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人工真空
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真空区域的划分

760-10Torr (1atm-103Pa) 10-10-3Torr(103-10-1Pa)
粗真空 低真空
水流抽气机的极限 机械泵的极限


10-3-10-8 Torr (10-1-10-6Pa) 高真空
<10-8 Torr (<10-6Pa) 超高真空
扩散泵的极限

必须使用低温泵


力 1公斤力/厘米2 传输介质


PVD & CVD （Physical/Chemical Vapor Deposition) 除气 热绝缘 等离子体 增加平均自由程 减少化学反应

低分子密度空间




获得/保持清洁表面
如何表征真空
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名词

分子密度：每单位容积内的平均分子数 分子入射率：单位时间单位面积撞击器壁的分子数 平均自由程：气体中一个分子与其他分子发生连续两次碰撞之间行进 的平均距离



单分子层形成时间：新离解表面布满一个单分子层所需时间
粗真空（1atm-103Pa）
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各门知识融会贯通，尊重他人的工作

万物并育而不相害,道并行而不相悖---《礼祀.中庸》

学、问、辩、思


上智者不教而成；下愚者教而无益；中庸之人不教不知也 ---《颜氏家训》 学以聚之， 问以辩之，宽以居之，仁以行之---《易经》
光学是学不会的，也学不完的，讲的只是“沧海一粟” 课堂教学，随时提问，注意反馈 三人行必有我师----《论语》
压强单位的换算
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标准大气压 1标准大气压(atm)= 1托(Torr)= 1毫米汞柱(1mmHg)= 1帕(Pa)= 1毫巴(mb) 1 1.316*10-3 9.87*10-6 9.87*10-4
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教材

王欲知, 真空技术（第二版）北京航空航天大学出版社，2007

多讲森林，少讲树木 抓住一些大的东西，分清主次，难点和重点 尽可能不做复杂的推导 但必须清楚物理原理、模型 授人以鱼，不如授之以渔----《老子》 自学很重要

注意物理模型、图像


学知识，更要学习如何获取知识“创新”

怎么学？
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CGS
米2
技术制
米2
英制
英尺2 英寸2
磅 1磅=4.448牛顿
标准大气压（atm）
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与压强有关 A more useful quantity than actual “pressure”
压强单位
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学什么？

真空物理：研究稀薄气体物理运动规律的理论，统计物理 和热力学方法研究稀薄气体分子之间，分子与器壁之间的 作用。（稀薄气体理论、气流、固-液/气相界面物理等）

真空技术：建立低于大气压力的物理环境，以及在此环境 中进行工艺制作、物理测量和科学试验等所需的技术。（ 真空获得、真空测量、真空检漏、真空应用等）
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真空物理与技术
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地球上的真空

动物体内天生的“低真空技术”，

人吸气740Torr，呼气：300Torr 章鱼体内100Torr


空间的真空

90km高空 1000km高空
10-3Torr 10-10Torr

人工真空
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师生平等，教学互长



重视应用，是为用，不是为考
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第一章 引论
--《朱子语类》

一般定义

“说玄空又说真空。玄空便是空无物，真空却是有物”
如何使用真空
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吸引固体、液体、胶体和微粒
真空成型 真空过滤 真空浸渍



低真空（103－10-1Pa）
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实际上 1Torr=1mm-Hg 1Torr = 133.3 Pa 近似认为Torr和Pa差两个数量级


巴(bar)
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实际上就是表征气体

真空度：气体稀薄程度 压强 (Force/Area)

Force exerted is not really a useful concept
容器的体积 通常情况下是器壁的温度

体积


温度


分子密度 (分子数密度number of moleculers per unit volume)