§ 3.9. Понятие вакуума.

Число молекул в единице объема атмосферного воздуха у поверхности Земли определяется постоянной Лошмидта (§ 3.6). Если в каком-либо пространстве, занятом газом, число молекул в единице объема меньше постоянной Лошмидта то считают, что в этом пространстве имеется разреженный газ (вакуум). Чем более разрежен газ в замкнутом пространстве, т. е. чем меньше его концентрация тем выше считается вакуум в этом пространстве.

Из формул (3.10) и (3.11) следует, что при уменьшении уменьшается среднее число столкновений молекулы а средняя ддинаее свободного пробега Я, увеличивается. Поэтому можно представить себе столь большое разрежение (столь малую концентрацию что средняя длина свободного пробега Г окажется равной размерам сосуда, в котором находится газ. Очевидно, при дальнейшем разрежении газа в этом сосуде Я, меняться уже не будет. Принято считать, что в сосуде высокий вакуум, если средняя длина свободного пробега молекул газа определяется только размерами сосуда. При этом в большинстве случаев молекулы беспрепятственно летают между стенками сосуда и лишь после многих ударов о стенки изредка сталкиваются друг с другом.

При высоком вакууме в сосуде объемом еще остается около 1000 миллиардов молекул газа, а давление этого газа приближенно составляет с помощью современной техники создают вакуум, при котором газ имеет давление меньше . При этом в еще имеется несколько сот тысяч молекул газа.

Высокий вакуум необходим для нормальной работы многих установок в технике и в научных исследованиях, например для работы телевизионных трубок, рентгеновских установок, радиоламп и др.

Наибольший возможный вакуум в природе может быть достигнут при полном отсутствии молекул и других чаетиц в пространстве (латинское слово «вакуум» означает «пустота»). Однако пространство, лишенное частиц, нельзя считать пустым, ибо в нем всегда существуют гравитационное и электромагнитное поля.