电子管里的真空

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我们日常所见的电子管,又叫做真空管。其实,电子管里仍然有残余的气体,只不过很稀薄而且。一般用气体的压力来表示气体稀薄的程度。例如地面上空气的压力约为760毫米水银柱高。在电子管内气体的压力就很小很小了,只有百万分之一毫米水银柱高。但是,即使在千万分之一毫米水银柱高的气体压力下,每立方厘米体积内仍有几十亿个气体分子。因此,我们所说的真空,是指气体很稀薄的空间,并不是指没有任何物质的“绝对真空”空间。一般气压在10\(_{-}\)3毫米水银柱高时就可叫做真空,气压在10-7毫米水银柱高以上时称为超真空。目前真空技术中能达到的最低气压据说为10\(_{-}\)14毫米水银柱高。

我们还可用气体中分子运动的情况来说明气体稀薄的程度。通常气体中的分子都是处在不规律的运动状态,分子间经常相互碰撞。很明显,在相同体积内气体分子愈多,则它们碰撞的机会愈大。碰撞的频繁程度,可以用气体分子在连续的两次碰撞之间移动了多少距离来说明,也就是说一个气体分子经过一次碰撞后走多少距离后才开始另一次碰撞,这个距离叫做自由路程。每个分子的自由路程是不一样的,因此我们取平均自由路程。平均自由路程与气体压力成反比,就是说气体压力愈小,则气体愈稀薄,气体分子间碰撞的机会也愈小,因而气体分子的自由路程愈长。在气体压力达到千万分之一(10\(_{-}\)7)毫米水银柱高时,气体分子的平均自由路程为50万毫米,即气体分子平均要走半公里后才发生一次碰撞!(袁武安)