Авиационно инженерство Административно право Административно право Беларус Алгебра Архитектура Безопасност на живота Въведение в професията „психолог” Въведение в икономиката на културата Висша математика Геология Геоморфология Хидрология и хидрометрия Хидросистеми и хидравлични машини Културология Медицина Психология икономика дескриптивна геометрия Основи на икономически т Oria професионална безопасност Пожарна тактика процеси и структури на мисълта, Професионална психология Психология Психология на управлението на съвременната фундаментални и приложни изследвания в апаратура социалната психология социални и философски проблеми Социология Статистика теоретичните основи на компютъра автоматично управление теория на вероятностите транспорт Закон Turoperator Наказателно право Наказателно-процесуалния управление модерна производствена Физика Физични феномени Философски хладилни инсталации и екология Икономика История на икономиката Основи на икономиката Икономика на предприятията Икономическа история Икономическа теория Икономически анализ Развитие на икономиката на ЕС Спешни ситуации ВКонтакте Однокласници Моят свят Facebook LiveJournal Instagram
border=0

вакуум

, нем. Vakuum , от лат. vacuus - пустой) - многозначный физический термин, который в зависимости от контекста может означать: Вакуум (Английски вакуум , немски Вакуум , от латински. Вакуус - празен) е многоценен физически термин, който, в зависимост от контекста, може да означава:

  • Разредено състояние на газа. Такъв вакуум се нарича частичен . Има висок, среден и нисък вакуум. Високо е вакуумът, при който свободното движение на молекулите на газа надвишава линейните размери на съда, съдържащ газа; ако свободният път на газовите молекули и линейните размери на съда са сравними по величина, то вакуумът се нарича среден , а ако свободният път на газовите молекули е по-малък от линейните размери на съда, то е ниско .
На практика качеството на вакуума се измерва в остатъчно налягане. Високият вакуум съответства на ниско налягане за 10 -3 Torr. Най-високият вакуум, който може да се постигне в съвременните лаборатории, има налягане от 10 -13 Torr.
  • Идеална абстракция, пространство, в което изобщо няма вещество. Такъв вакуум се нарича идеален.
  • Физическа система без частици и полеви кванти. Това е най-ниското състояние на квантовата система, в която неговата енергия е минимална, наречена вакуум. Според принципа на несигурност за такъв вакуум определена част от физическите величини не може да бъде точно определена.

Частичен вакуум с изобретяването на лампи с нажежаема жичка и вакуумни лампи в началото на 20-ти век се използва широко в индустрията. Значителен брой физични експерименти се извършват във вакуум: отсъствието на въздух или атмосферата с различен състав може да намали нежеланите странични влияния върху обекта на изследване. Интересът към изучаването на вакуума се увеличава след излизане на човек от космоса. Близостта на Земята и междупланетното пространство е много разреден газ, който може да се характеризира като вакуум.

Вакуумното изследване започва с създаването на “Torricellian Emptiness” (ru) от италианския физик Evangelista Torricelli в средата на 17-ти век.

Технически вакуум

Технически, наречен частичен вакуум, образуван в земни условия. Наборът от използвани инструменти се нарича вакуумна технология. Основното място сред инструментите на вакуумната технология заемат помпи с различни дизайни и принципи на действие.

Основният инструмент за създаване на нисък вакуум е помпата с положително изместване. Принципът на неговата работа е циклично увеличаване и намаляване на обема на газа в съда. По време на увеличаване на обема и фазата на засмукване, газът в съда се разширява, запълвайки допълнителния обем, който след това се отрязва и изхвърля.

Създаването на висок и свръхвисок вакуум е сложен технически проблем. Когато газовите молекули във вакуумната камера са малки, възникват проблеми при замърсяване на камерата с молекули масло, недостатъчна плътност на уплътнението, дегазиране на стените на съда и други подобни.

За дифузионни помпи с висока степен на вакуум. Принципът на работа на помпи от този тип се основава на факта, че газовите молекули не дифузират срещу потока. Следователно, дифузионните помпи използват струя, за да изтеглят газовите молекули от вакуумната камера.

Ловните помпи позволяват още по-висок вакуум. Тяхното действие може да се основава на различни физични и химически принципи: криогенните помпи използват ниска температура, за кондензация на газ в съд, в химически помпи, газови молекули са свързани с химикали или адсорбирани на повърхността, в йонизационни помпи, газ във вакуумна камера се йонизира и екстрахира с помощта на силен електрически полета.

Реалните вакуумни агрегати се състоят от комбинация от помпи от различен тип, всяка от които изпълнява задачата си и работи при различна степен на газов вакуум във вакуумната камера. Средствата за вакуумни технологии включват и различни измервателни уреди, използвани за определяне на качеството на създадения вакуум.

Физически вакуум

Физическият вакуум е идеализираното понятие за пространство, в което няма частици. Експериментално такова състояние не може да бъде достигнато, а отделни атоми и йони съществуват дори в изключително разредено междугалактическо пространство. Абстрактната концепция за физическия вакуум се използва например за определяне скоростта на светлината като скорост на разпространение на електромагнитното взаимодействие във вакуум без частици.

Въпреки че може да изглежда, че празното пространство е най-простата физическа система, в действителност не е така. Развитието на квантовата механика показа, че вакуумът е сложен физически обект, чиито свойства все още не са напълно разбрани.

Първо, вакуумът вероятно е запълнен с нулеви колебания на електромагнитното поле. Квантите на електромагнитното поле са фотони, частици, принадлежащи към бозони. Вълновите функции на бозоните в ниско състояние не са нула. При квантоване на бозонно поле, те се считат за хармонични осцилатори. В основното състояние, бозоните имат не само ненулева вълнова функция, но и ненулева енергия. Така вакуумът се запълва с нулеви колебания на различни режими на електромагнитните и други бозонови полета с всички възможни вълнови вектори, посоки на прогнозиране и поляризации. Всеки един от тези режими има енергия, където - Съставната константа на Планк, нали? - циклична честота. Това поражда проблема с вакуумната енергия, тъй като има безкрайно много такива режими, а общата енергия на вакуума трябва да бъде безкрайна. Обаче физическите експерименти, по-специално, изместването на Ламб и ефекта на Казимир показват, че нулевите колебания на електромагнитното поле са реалност и че те могат да взаимодействат с други физически обекти.

Друга идея, която допълнително усложнява разбирането за вакуума, свързан с уравнението на Дирак, описвайки релативистката квантова частица, по-специално електрона Уравнението на Дирак за свободен електрон има четири разединения, две от които с отрицателна енергия. Пол Дирак показа, че с помощта на операцията по свързване на заряда, тези разединения могат да се интерпретират като отделяне с положителна енергия, но за частица с обратен, положителен заряд, т.е. античастичен електрон. Такава античастица беше открита експериментално и получи името на позитрон.

Лечението на Дирак е подобно на серия от полупроводници, частици, електрони, подобни на електроните на проводимост, докато античастиците, позитроните са подобни на дупки, а в основното състояние, съответстващо на вакуума, всички енергийни състояния с отрицателна енергия съответстват на незапълнено състояние.

Когато се разглеждат взаимодействията между частиците в квантовата електродинамика, често е необходимо да се вземе предвид възможността за образуване на виртуални електрон-позитронни двойки от вакуум.





Вижте също:

Теософско общество

имот

Философията е мнение за: темата за философията и естеството на философските проблеми.

Макрокосмос и микрокосмос

разказ

Връщане към съдържанието: Философия

2019 @ ailback.ru