Вакуум.

Вимірювання вакууму.

Методи і прилади.

Зміст

Вступ……………………………………………………………………….……3

1. Вакуум………………………………………………………………………..5

1.1 Сучасні фізичні уявлення про вакуум…………………….………………5

1.2 Одиниці вимірювання вакууму……………………………….…………...9

1.3 Історія дослідження вакууму……………………………………………..11

2. Вакуум в науці та техніці…………………………………………………..12

2.1 Промислові вакуумні технології…………………………………………12

2.2 Фізичні вакуумні прилади…………………………………………..……14

3. Засоби отримання вакууму………………………………………..……….15

3.1 Обертальні масляні насоси…………………………………………….…15

3.2 Дифузійні насоси………………………………………………….………16

3.3 Турбомолекулярні насоси……………………………………...…………17

4. Фізичні основи вимірювання вакууму. Датчики……………………..…..17

4.1 Теплові вакуумметри……………………………………………..……….17

4.2 Іонізаційні вакуумметри…………………………………………...………20

4.3 Електронні іонізаційні вакуумметри………………………...……………22

4.5 Динамічні і радіометричні вакуумметри………………………………….25

5. Вакуумметри…………………………………………………………………30

5.1 Призначення, типи і параметри вакуумметрів…………………………...30

5.2 Будова і блок-схема вакуумметру ВІТ-3………………………………….31

5.3 Градуювання вакуумметрів………………………………………………..33

Вступ

Створення і використання середовища високого вакууму є визначальним компонентом великої кількості сучасних технологій і являє собою складну технічну задачу. Реальні вакуумні установки складаються із комбінації насосів різного типу, кожен із яких працює при різному ступені розрідження газу у вакуумній камері. Контроль параметрів створеного вакууму ведеться спеціальними приладами – вакуумметрами, які обробляють інформацію вакуумних датчиків. Існує велика кількість типів датчиків, дія яких грунтується на різних фізичних явищах.

Опис сучасних засобів вимірювання вакууму є предметом даної роботи.

Залишкові гази в таких пристроях, як електронні мікроскопи, прискорювачі, напилювачі та інші, порушують спрямований рух частинок (електронів, нейтронів, протонів, атомів, молекул), а в таких пристроях, як, наприклад, гіроскопи, створюють перешкоди обертальному руху роторів і інших рухомих елементів.

Високовакуумні обладнання є невід'ємною частиною різних установок для дослідження фундаментальних фізичних явищ (прискорювачів заряджених частинок).

Завдання:

1. зробити огляд способів отримання вакуума.

2. розкрити основні фізичні закономірності, що використовуються при вимірюванні вакууму.

3. розглянути конструкції, принципи дії та характеристики приладів, що використовуються для вимірювання вакуума.

Вакуум.

Вакуум — багатозначний фізичний термін, який у залежності від контексту може означати:

· Розріджений стан газу. Такий вакуум називають частковим.

Розрізняють високий, середній і низький вакуум. Високим називається вакуум, при якому довжина вільного пробігу молекул газу перевищує лінійні розміри посудини, в якій міститься газ; якщо вільний пробіг молекул газу і лінійні розміри посудини є сумірними величинами, то вакуум називається середнім, а якщо вільний пробіг молекул газу менший за лінійні розміри посудини — низьким.

На практиці якість вакууму вимірюється в залишковому тиску. Високий вакуум відповідає тиску, нижчому за 10^-3 торр. Максимально високий вакуум, якого можна досягти в сучасних лабораторіях, має тиск 10^-13 торр.

· Ідеалізована абстакція, простір, у якому немає зовсім речовини. Такий вакуум називають ідеальним.

· Фізична система без частинок і квантів поля. Це найнижчий стан квантової системи, при якому її енергія є мінімальною, який називають вакуумним станом. Згідно з принципом невизначеності для такого вакууму певна частина фізичних величин не може бути точно визначеною.

У вакуумній техніці розрізняють три основні степені вакууму:

1. Довжина вільного шляху молекули газу значно менше характерного розміру. У цьому випадку має місце низький вакуум.

2. Довжина вільного шляху молекули газу порівняна з характерним розміром. У цьому випадку має місце середній вакуум.

3. Довжина вільного шляху молекули перевищує характерний розмір. У цьому випадку має місце високий вакуум.

Існує ще і четверта ступінь вакууму – надвисокий вакуум.