Вакуум (от лат. vacuum - пустота)
В классической физике критерием существования в каком-либо объеме вакуума принимается следующее условие: длина свободного пробега молекулы, т.е. без столкновений с другими молекулами, должна быть больше, чем линейные размеры рассматриваемого объема. Однако понятие вакуум имеет три значения - различных для техники, космических исследований и физики.
В технике вакуумом называется состояние газа при его давлении ниже стандартного атмосферного давления, равного 101 325 Паскалей. Приняты следующие степени - градации технического вакуума:
|
Степень (градация) вакуума |
Диапазон давлений (Паскали) |
Диапазон высот над поверхностью Земли с таким же диапазоном давлений (км) |
|
Низкая |
Выше 100 |
Ниже 50 |
|
Средняя |
от 100 до 0,1 |
От 50 до 85 |
|
Высокая |
от 0,1 до 1*10-5 |
От 85 до 250 |
|
Сверхвысокая |
Менее 1*10-5 |
Выше 250 |
На высоте 50 тысяч километров над поверхностью Земли давление составляет около 1*10 -19 паскалей, т.е. концентрация молекул равна примерно четырем штукам в 1 см3. Такая концентрация уже близка к состоянию космического вакуума. В околоземном межпланетном пространстве концентрация атомов порядка нескольких штук в 1 см3. В основном они являются компонентами солнечного ветра и поэтому ионизированы. В межзвездном пространстве, вне газовых облаков, концентрация атомов раз в десять меньше. Внутри газовых облаков она примерно такая же, как в межпланетном пространстве. Таким образом, да еще с учетом существования космической пыли, космический вакуум - это отнюдь не пустота.
Физическим вакуумом называется пространство, в котором отсутствуют частицы вещества и установилось низшее энергетическое состояние, когда среднее число квантов физических полей (см. Поле физическое) равно нулю. Однако в вакууме экспериментально обнаружены рождающиеся и тут же исчезающие виртуальные элементарные частицы, влияющие на протекающие физические процессы. Например, реально зарегистрирована поляризация электромагнитного излучения на этих частицах.
