1tom - 0147.htm
230
Свойства газа в низком В. определяются частыми столкновениями между молекулами газа, сопровождающимися обменом анергией. Поэтому точение газа в низком В. носит вязкостный характер, а явления переноса (теплопроводность, внутр. трение, диффузия) характеризуются плавным изменением (или постоянством) градиента переносимой величины. Напр., темп-pa газа в пространстве между горячей и холодной стенками в низком В. изменяется постепенно, и тсмц-ра газа у стенки близка к темп-ро стенки. Условие равновесия для газа, находящегося в двух сообщающихся сосудах лри разл. темп-pax,≈ равенство давлении в этих сосудах. При прохождении электрич, тока в низком R. определяющую роль играет ионизация молекул в объ╦ме между электродами.
В высоком В. поведение газа определяется столкновениями его молекул со стенками ил и др. тв╦рдыми телами. Движение молекул между соударениями с тв╦рдыми поверхностями происходит по прямолинейным траекториям (молекулярный решим течении}. Явления переноса характеризуются возникновением скачка переносимой величины на границах: напр., но вс╦м пространстве между горячей и холодной стопками примерно Уъ молекул имеет скорость, соответствующую темп-ре холодной стоики, а остальные ≈ скорость, соответствующую темп-ре горячей стенки, т. е. ср. темп-pa газа во вс╦м пространстве одинакова и отлична от томп-ры как горячей, так и холодно!! стенок. Кол-во переносимой величины (теплота) прямо пропорционально р. Условие равновесия газа, находящегося в сообщающихся сосудах при разл. темп-pax: nl7\\ = nzT2, где п} и пг ≈ концентрации газа в сосудах. Прохождение тока в высоком В. возможно в результате электронной эмиссии с электродов. Ионизация молекул газа имеет существ, значение только в тех случаях, когда длина свободного пробега электронов становится значительно больше расстояния между электродами. Такое увеличение может быть достигнуто лри движении заряж. частиц но сложным траекториям, напр, в магн. поли.
Достигаемая степень разрежения определяется равновесием между скоростью откачки и скоростью выделения газа в откачиваемом объ╦ме. Последнее может происходить за счет проникновения газа извне через течи, сквозь толщу материала стенок путем диффузии, а также Р результате выделения газа, адсорбированного на стенках аппаратуры или раствор╦нного в них.
Лит.; II и тг к о А. И., П л и с к о в с к и Я В. Я., П е н-ч н о К. Л., Конструирование и расчет вакуумных систем, 3 шд,, М., 1979; О снопы вакуумной техники, 2 имд., М., 1981; Розанов Л, H.t Вакуумная техника, М., 1982.
А. М. Родин, А. Б. Дружинин.
ВАКУУМ (вакуумное состояние; соответствующий вектор состояния обозначается символом |0» в квантовой теории ≈ основное состояние квантованных полей, обладающее миним. энергией, нулевыми импульсом, угловым моментом, электрич. зарядом и др. квантовыми числами. Часто В, определяют также как состояние, в к-ром отсутствуют к.-л. реальные частицы, т. е. состояние, действие на к-рое операторов уничтожения да╦т нулевой результат (т. н. м а т е м а т и-чески и В.). Возможность виртуальных процессов в В. приводит к ряду специфич, аффектов при взаимодействии с ним реальных частиц {см. Квантовал теория поля). Для физ. В., в отличие от математического, вакуумное среднее от произведения двух операторов полей в одной точке пространства-времени можсгг быть не равным нулю (см. Вакуумный конденсат]. Понятие «В.» является одним из основных и том смысле, что его свойства определяют свойства всех остальных состояний, т. к. любой вектор состояния в представлении вторичного квантования может быть получен из вакуумного действием на него оператора рождения частиц (см. Фока представление). В ряде случаев, напр, при спонтанном нарушении симметрии, вакуумное состояние оказывается не единственным, вырожденным,≈ существует непрерывный спектр таких состояний, отлн-
чающихся друг от друга числом т. н. г бизонов. А. В. Ефремов. ВАКУУМНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ ≈ раздел спектроскопии, включающий получение, исследование и применение спектров испускания, поглощения и отражения в вакуумной ультрафиолетовой (200≈10 нм) и мягкой рентгеновской (от 10 до 0,4≈0,0 нм) областях спектра. В этом интервале длин волн воздух обладает сильным поглощением, поэтому спектральные приборы должны быть вакуумными ≈ их оптич. части, источник излучения и при╦мник помещают в откачанную до давления 10~4≈10~5 мм рт. ст. гсрметич. камеру, к-рую можно заполнить инертным газом (миним. длина волны излу-чеиин, к-рую лри этом можно использонать,≈ок. 58 нм≈получается при заполнении камеры гелием).
Спектральные приборы и методы, применяемые в В. с., обладают рядом специфич. особенностей. Не су. щсствует оптич. материалов, прозрачных во всей вакуумной области, поэтому в ее КВ-области окна, линзы и призмы непригодны. В КВ-приборах с длиной полны К до 110 и 125 нм с призмами и линзами применяют кристаллы LiF и CaF2. Для ещ╦ более коротковолновой области изготовляют вакуумные приборы с вогнутыми дифракц. реш╦тками; в этом случае дополнит, фокусирующие системы не нужны. В приборах для А>110 нм, имеющих отражающие покрытия с достаточно высоким коэф. отражения (напр., алюминий с защитным слоем из LiF или MgF2), используются вогнутые реш╦тки, на к-рые излучение падает под углами, близкими к нормали. В этой же области работают приборы с плоской реш╦ткой и отражающей фокусирующей оптикой. Для л<100 нм коэф, отражения всех материалов при нормальном падении значительно уменьшается, и для повышения светосилы спектрального прибора разработаны схемы со скользящим падением излучения на вогнутую дифракц. реш╦тку, прич╦м миним, рабочая длина волны (в нм) примерно равна значению угла скольжения излучения (в град); коротковолновая граница рабочей области таких приборов 5≈1 нм. Повышение дисперсии н разрешающей способности приборов с вогнутой дифракц. реш╦ткой осуществляется увеличением радиуса кривизны (достигает 10 м), а так-же уменьшением периода реш╦тки (число штрихов до 3600 на 1 мм). Для исследования излучения А,<~1,5 нм применяют спектральные приборы, в к-рых диспергирующим элементом служит кристалл (слюда, кварц и т. д.),
В качестве источников излучения в В. с. служат газовые разряды, электрич, искры, рентг. трубки, а также плазма, образующаяся в вакууме при фокусировке мощного импульсного лазерного излучения на тв╦рдую мишень. Важным способом получения спектров в В. с. является пучково-пл╦ночный методт в к-ром атомные или ионные спектры возбуждаются лри прохождении через тонкую фольгу пучка быстрых ионов, Абс. стандартом интенсивности в В, с. является синхро-троиное излучение,
Для регистрации спектров в В. с. применяются спец. маложолатиновыс фотоматериалы и фотоэлектрлч. при╦мники: фотодиоды, ионизац. камеры, сч╦тчики фотонов, фотоумножители и т. д. Составленные из миниатюрных (диам. до 10 мкм) каналовых электронных умножителей микроканаловые пластины позволяют получать изображения спектров в вакуумной области и объединяют, т. о., свойства фотографии, и фотоэлек-трич. методов регистрации. Для градуировочных целей в В. ст используются также термопары.
В,с. широко применяется при исследованиях атомов, ионов, молекул и тв╦рдых тел для изучения их энергетич. структуры, вероятностей переходов и др. характеристик. В область Х<200 нм попадают резонансные переходы ряда нейтральных атомов, подавляющего большинства одно- и двукратно ионизованных атомов, а также всех ионов более высокой кратности ионизации." Электронно-колебатслыю-вращателыше переходы мно-
")
}
