真空
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真空（vacuum）在真空科學中，真空的含義是指在給定的空間內低于一個大氣壓力的氣體狀態(tài)。人們通常把這種稀薄的氣體狀態(tài)稱為真空狀況。這種特定的真空狀態(tài)與人類賴以生存的大氣在狀態(tài)相比較，主要有如下幾個基本特點：
（ 1 ）真空狀態(tài)下的氣體壓力低于一個大氣壓，因此，處于地球表面上的各種真空容器中，必將受到大氣壓力的作用，其壓強差的大小由容器內外的壓差值而定。由于作用在地球表面上的一個大氣壓約為 101325N/m^2，因此當容器內壓力很小時，則容器所承受的大氣壓力可達到一個大氣壓。
（ 2 ）真空狀態(tài)下由于氣體稀薄，單位體積內的氣體分子數(shù)，即氣體的分子密度小于大氣壓力的氣體分子密度。因此，分子之間、分子與其他質點（如電子、離子等）之間以及分子與各種表面（如器壁）之間相互碰撞次數(shù)相對減少，使氣體的分子自由程增大。
物理真空
本指沒有任何實物粒子存在的空間，但什么都沒有的空間是不存在的。而假設你把一個空間的氣體都趕跑，會發(fā)現(xiàn)還是不時有基本粒子在真空中出現(xiàn)又消失，無中生有。物理上的真空實際上是一片不停波動的能量之海。當能量達到波峰，能量轉化為一對對正反基本粒子，當能量達到波谷，一對對正反基本粒子又相互湮滅，轉化為能量。
工業(yè)真空
工業(yè)上的真空指的是氣壓比一標準大氣壓小的氣體空間，是指稀薄的氣體狀態(tài)，又可分為高真空、中真空和低真空，地球以及星球中間的廣大太空就是真空。一般是用特制的抽氣機得到真空的。它的氣體稀薄程度用真空計測定，現(xiàn)在已能用分子抽氣機和擴散抽氣機得到0.0000000001大氣壓的高真空。真空在科學技術，電真空儀器，電子管和其他電子儀器方面，都有很大用途。
| 真空區(qū)域托(Torr） | 壓強范圍)帕(Pa) | |
| 低真空 | 760~10 | 101325~1333 |
| 中真空 | 10~10-3 | 1333~1.33×10-1 |
| 高真空 | 10-3~10-8 | 1.33×10-1~10-6 |
| 超高真空 | 10-8~10-12 | 10-6~10-10 |
| 極高真空 | ＜10-12 | ＜10-10 |
正負電子對撞機
正負電子對撞機的作用絕不僅僅是一對正負電子相撞產(chǎn)生光子和能量那么簡單，一對光子也可以相撞產(chǎn)生一對正負質子之類，而相撞使相撞所處的那部分真空可以激發(fā)到高能態(tài)，可以產(chǎn)生更多各式各樣的基本粒子，為研究宇宙的起源和組成服務?！ ?/p>
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人類對真空認識的歷史發(fā)展
人類關于真空的認識經(jīng)歷了幾次根本的變革和反復。古希臘德謨克利特的原子論認為所有的物質都是由原子組成，原子之外就是虛空。17世紀R.笛卡兒提出以太漩渦說，認為空間充滿了以太，并用以說明行星的運動。不久I.牛頓建立以運動三定律和萬有引力定律為基石的牛頓力學，成功地解決了行星繞日運動問題，引力被認為是超距作用的，無需以太陽作為傳遞媒介，從而否定了以太論。19世紀發(fā)現(xiàn)光的波動性，認為波的傳播必須依靠介質，特別是后來發(fā)現(xiàn)了電磁場的波動性，以太論再度興起，認為宇宙中不論何時何地，任何物體內無不充滿了以太，光和電磁波被解釋為以太的機械振動。后來雖然在觀念上有所變化，把光和電磁波看成電磁場的振動，但以太仍然保留著某種絕對的性質，它可以看成是描述萬物運動的絕對靜止的參考系。19世紀末20世紀初各種試圖探測地球相對于以太運動速度的實驗均告失敗，A.愛因斯坦建立狹義相對論，再次否定了這種作為絕對靜止以太的存在。稍后，愛因斯坦在用場論觀點研究引力現(xiàn)象時，已經(jīng)認識到空無一物的真空觀念是有問題的，他曾提出真空是引力場的某種特殊狀態(tài)的想法。
首先給予真空嶄新物理內容的是P.A.M.狄拉克。狄拉克于1930年為了擺脫狄拉克方程負能解的困境，提出真空是充滿了負能態(tài)的電子海。當負能態(tài)的電子吸收了足夠的能量躍遷到正能態(tài)成為普通電子時，電子海中才能留下可觀測的空穴，即正電子。從體系的能量角度考查，這種情況比只有電子海的真空狀態(tài)要高，因此真空就是能量最低的狀態(tài)。從現(xiàn)代量子場論的觀點看，每一種粒子對應于一種量子場，粒子就是對應的場量子化的場量子。當空間存在某種粒子時，表明那種量子場處于激發(fā)態(tài)；反之不存在粒子時，就意味著場處于基態(tài)。因此，真空是沒有任何場量子被激發(fā)的狀態(tài)，或者說真空是量子場系統(tǒng)的基態(tài)。
關于真空的近代認識不再是哲學上的思辨，而是可通過實驗來檢驗的。有不少現(xiàn)象都需要用真空的近代觀念予以說明。例如氫原子能級的蘭姆移位和電子的反常磁矩，實驗上已經(jīng)以非常高的精度證實了真空極化的效應；高能正負電子對撞湮沒為高能光子，反之高能光子可使真空激發(fā)出大量的粒子，也是很好的明證。對于真空的認識尚屬初級探索階段，物理學家還在探索真空自發(fā)破缺和真空相變等問題，必將推動物理學的進一步發(fā)展?！ ?/p>
真空的性質
真空具有如下性質：
1、空非無。如果真空中沒有粒子，我們就會準確的測出場(0)與場的變化曲率(0)，然而海森堡不確定性原理表明，我們不可能同時精確地測出一對共軛量，所以，可以“空”，不能“無”。因此，在真空中，粒子不停地以虛粒子、虛反粒子對的形式憑空產(chǎn)生，而又互相湮滅，在這個過程中，總的能量保持不變。
2、真空存在極性,因此說真空是不對稱的。但這種不對稱是相對局部的，在相對整體上又是對稱的，如此的循環(huán)嵌套構成了真空的這個性質。
3、真空的每個局部具備了真空的全體性質。大和小是相對而言的。時間也是相對于空間而言的，時間不能脫離了具體的空間而單獨的存在?！ ?/p>
真空和微重力環(huán)境利用技術
航天器軌道飛行提供的真空和微重力環(huán)境，是一個寶庫，為人們提供了地面上難以獲得的科學實驗和生產(chǎn)工藝條件，進行地面上難以進行的科學實驗，生產(chǎn)地面上難以生產(chǎn)的材料、工業(yè)產(chǎn)品和藥物。
在高真空和微重力環(huán)境中進行生命和生物科學實驗，不會有有機物污染，發(fā)生混入或測定錯誤，細菌等實驗用的微生物不會到處擴散，十分安全。 在零重力或微重力條件下，可進行無容器冶煉，這不會有任何雜質混入，可以獲得高品質的合金；可將不同比重的金屬或非金屬均勻地混合，獲得新型合金材料；可以克服地面加工存在的組分過冷起伏和密度大等缺陷，生長出高質量、大直徑的單晶體砷化鎵等半導體材料；可以生產(chǎn)百分之百圓度的滾珠軸承等圓球工業(yè)產(chǎn)品，而在地面上，由于重力的影響，滾珠軸承等總不是真正的球形。
太空制藥是真空和微重力環(huán)境利用的重要方面。在地面上制藥，由于地球重力作用，培養(yǎng)物會發(fā)生沉淀，處在沉淀中的微生物會因缺氧而死亡；如輸氧攪拌，所形成的低壓小氣泡又會破壞細胞；如加防泡劑，則會降低氧的溶解度，有礙微生物的繁殖，形成惡性循環(huán)。而在微重力環(huán)境中，培養(yǎng)物液體中含有大量的氣泡，也不會沉淀，微生物可隨時獲得氧氣，生長速度比地面快一倍以上?？筛咝省⒏呒兌鹊刂圃煸S多藥物，如治療燒傷的表皮生長素、治療貧血的紅血球生長素、防治病毒感染的免疫血清、治療肺氣腫的胰蛋白酶抑制素、治療血栓的尿激酶、治療血友病的抗溶血因子8、治療糖尿病的β細胞、治療癌癥的干擾素等40多種。主要的制藥方法是電泳法，將組分不同的混合物在直流電場作用下精確地分離成不同成份。其設備第一代為靜態(tài)電泳儀，第二代為連續(xù)流動電泳儀.
物理學真空
物理學真空，是指對實驗結果沒有影響的條件，而非空無一物。
例如：如果空氣阻力可以忽略不記，在空氣中運動的物體，就與在真空中的，有同樣的規(guī)律。
當空氣被抽，稀薄到一定程度，聲音不能傳出來，我們就說“真空”不能傳遞聲音，而提高偵聽能力，或加大發(fā)聲功率，聲音又能被接收到，我們只能說“這個真空度，對現(xiàn)在的聲音，還不能稱為真空”！
同理，太空可以傳遞光，也可能是太空中的環(huán)境，對光，不成為“真空”，所以光可以傳過來，沒人證明過純粹的“真空”可以傳遞光，因為人類做不到那樣的真空。（這是推論，不是證明）另外，光粒子可以在真空中傳播，還將與另一定律沖突：在不受外力的真空中，物體將做勻速直線運動，而不會是波動。
光在玻璃中的速度，只相對玻璃恒定，無論玻璃對其它參照系如何運動，所有人都應該承認，玻璃、空氣、水等能傳播光的就是光介質，以前錯誤的假設以太介質，不等于光就必然不能有介質。
光不是對任意參照系都是光速，或不能超過光速，光只對“靜止”參照系是恒定光速，請仔細閱讀愛因斯坦《論動體的電動力學》，這個“靜止”，就是介質參照系。因此愛因斯坦的論述，在這個條件下是成立的。大學教材《普通物理學1》假設任何參照系測得的真空中的光速恒定，那么所論述的相對論結論，也只在真空條件有效，然而大家哪個相對論實驗，是在真空條件下做的？難道相對論沒有使用條件？所以說大學教材的論述，不能證偽，也無法證實，不是科學。
質疑：
聲波與光波，在此問題上不具有可比性。
聲波載體需具有靜質量，光波載體或說光子或說電磁場不具有靜質量。
這是兩種完全不同的沒有可比性的波動。
物理學真空，不是指對實驗結果沒有影響的條件，而是指靜質量密度下降到特定條件以下的空間區(qū)域。
極致的物理學真空，就是用現(xiàn)有的物理學手段，“探測不到非零靜質量密度”的空間區(qū)域。
注意，物理學真空，本身就是具有能量狀態(tài)的空間區(qū)域，或說是一種能量場區(qū)域、力場區(qū)域。
所以，物理學真空，純粹地定義，可以說是只能傳遞力場波動的區(qū)域。即不能傳遞機械波等需靜質量載體的波動。
而哲學上的“真空”，純粹是夠純粹了，但對我們物理世界而言，其存在是“零存在”，也即不存在，也沒有存在的意義。
真空專業(yè)
開設學校：合肥工業(yè)大學 和 東北大學
合肥工業(yè)大學：真空專業(yè)是機械設計制造及其自動化專業(yè)四大模塊（機械設計，機械制造，機電一體化，真空）之一。真空作為一門交叉性極強的學科，其應用領域已經(jīng)滲透到包括機械、電子、生物工程、材料科學、表面科學等各行各業(yè)之中。特別是近年來，一些新興技術的飛速發(fā)展，給真空技術提供了越來越廣闊的應用舞臺。從各種具有特殊功能的納米材料研制，到集成微機電系統(tǒng)的制造、從大型粒子加速器及受控核聚變的運轉，到人造衛(wèi)星、宇宙飛船的成功上天，真空作為不可或缺的技術和條件，已經(jīng)被越來越多的人們所充分認識。
真空模塊前身是真空獲得技術及設備專業(yè)，成立于1974年，是國內僅有的兩個真空專業(yè)之一。30多年來已經(jīng)培養(yǎng)本科畢業(yè)生1000余名。他們在國際國內真空科學技術領域大顯身手、大展宏圖，取得了驕人的業(yè)績，其中不乏總工、教授、總經(jīng)理、董事長。多年來，合肥工大真空專業(yè)畢業(yè)生不但活躍于國內外高精尖科學研究舞臺，更是占據(jù)了國內真空行業(yè)的半壁江山。
本專業(yè)1993年獲得“真空工程”碩士學位授予權，1997年根據(jù)國務院學位辦調整的學科專業(yè)目錄更名為“流體機械及工程”。 主干課程包括：機械學，控制工程，真空技術，薄膜技術等。
學科長期從事流體機械中稀薄氣體(真空技術)方面的研究，造就了一支結構合理、學術水平高、科學研究和工程實踐能力強、經(jīng)驗豐富的學術隊伍，上世紀90年代以來，已獲得國家重大裝備科技進步一等獎1項，國家發(fā)明三等獎1項，省部級科技進步二、三等獎6項，發(fā)明專利5項，發(fā)表學術論文200余篇。已培養(yǎng)碩士研究生40余名。經(jīng)過多年的建設與發(fā)展，本學科現(xiàn)已形成5個穩(wěn)定的、特色明顯的學術研究方向：流體機械現(xiàn)代設計理論與方法，流體測量與控制技術，真空應用技術，薄膜技術，微納米加工技術。近年來主持承擔國家高科技計劃863探索導向類項目、國家自然基金、科技部創(chuàng)新、安徽省自然基金，以及多項企業(yè)合作項目。
真空系統(tǒng)：
真空系統(tǒng)結構材料是構成真空系統(tǒng)主體的材料，它將真空系統(tǒng)與大氣隔開，承受著大氣壓力。這類材料主要是各種金屬和非金屬材料，包括可拆卸連接處的密封墊圈材料。
真空系統(tǒng)的返流包括擴散泵泵液從擴散泵向真空室的遷移和機械泵油對系統(tǒng)（特別是真空室）的有機污染物。油擴散泵工作時，不管使用什么樣的泵油，即使泵口加冷阱，也總會或多或少地有一部分油蒸氣返流進入高真空端。它們在擴散泵口建立的壓力，有時比在泵壁溫度下的飽和油蒸氣壓還要高很多。這不但影響真空系統(tǒng)的極限壓力，而且還對被抽容器造成污染，因而返油率是擴散泵系統(tǒng)的主要考核指標。
本專業(yè)畢業(yè)生基本理論扎實，專業(yè)口徑寬，實踐能力強，思維活躍，富于開拓精神，社會需求量大，一次就業(yè)率高。主要進入國內重點研究院所、信息產(chǎn)業(yè)、航天、國家大科學工程以及國有大型企業(yè)，大多為京、津、滬、廣東等經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)。
真空包裝真空包裝將食品裝入包裝袋，抽出包裝袋內的空氣，達到預定真空度后，完成封口工序。 真空充氣包裝將食品裝入包裝袋，抽出包裝袋內的空氣達到預定真空度后，再充入氮氣或其它混合氣體，然后完成封口工序。
真空包裝的主要作用是除氧，以有利于防止食品變質，其原理也比較簡單，因食品霉腐變質主要由微生物的活動造成，而大多數(shù)微生物（如霉菌和酵母菌）的生存是需要氧氣的，而真空包裝就是運用這個原理，把包裝袋內和食品細胞內的氧氣抽掉，使微生物失去生存的環(huán)境。
真空測量:
現(xiàn)在真空測量的傳感器, 大部分都是用電離規(guī), 并且在中程真空范圍用途最廣泛。常用的電離真空規(guī)測量儀, 都采用模擬電路控制發(fā)射電流, 并把它當成固定數(shù)來運算, 這樣會產(chǎn)生一些不足之處, 例如: 由于外界干擾或元器件老化造成電流有偏差; 或控制環(huán)中的漂移產(chǎn)生不穩(wěn)定, 由此而導致測量誤差較大。為消除此類不良現(xiàn)象, 我們應用現(xiàn)代控制理論—PID和Fuzzy控制, 采用數(shù)字電路控制發(fā)射電流, 控制環(huán)中都用16位的高分辨率A/D和D/A,且把發(fā)射電流測量值參入運算, 允許發(fā)射電流有一定的變化范圍。這樣既提高了測量精度, 又在它們的線性區(qū)域內擴充量程。
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