第1講真空科學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用

1、[簡介]:人們或許是受翻譯國外書刊的影響，通常在回顧真空科學(xué)發(fā)展史時，常常誤認(rèn)為1643年托里析利的壓力實驗和1650年葛利克發(fā)明抽氣機是對真空這一現(xiàn)象的最早發(fā)現(xiàn)，其實早在公元前六世紀(jì)我國在冶鐵技術(shù)中即采用了風(fēng)箱鼓風(fēng)法，那時稱風(fēng)箱為“鞲鞴”。戰(zhàn)國時期“老子道德經(jīng)”一書說“鞲鞴”是虜而不屈、動而愈出”，這是利用真空吸氣原理的有記載的描述。而歐州到十六世紀(jì)才發(fā)明這種設(shè)備。中國晉朝煉丹家和醫(yī)生葛洪(公元218～3l6年)在“肘后備急方”中所介

2、紹的利用氣體的熱脹冷縮、創(chuàng)造的“拔火罐”醫(yī)療法、正是真空技術(shù)在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用的具體例證。因為發(fā)生在火罐里的現(xiàn)象正是一個獲得真空和應(yīng)用真空的完好過程。這種獲得真空的方法比托里析利用水銀趕走玻璃管中的大氣而獲得的真空方法還要高明。因為在罐內(nèi)燃紙加熱大氣、不但能趕走罐內(nèi)的部分大氣，而且還可以把罐中的氧氣燒掉、這至少可以使罐中產(chǎn)生五分之四個大氣壓力的真空。即相當(dāng)于在罐中獲得6104Pa的低壓。至于葛利克的抽氣機與我國古代所采用的風(fēng)箱抽氣比較，在抽氣

3、原理上是相同的。不過在我國“天工開物”一書中記載的利用“風(fēng)箱鼓風(fēng)煉鐵”要比葛利克抽出他的“金屬半球”中的氣體，在時間上至少早幾百年，因此在我們回顧真空科學(xué)發(fā)展歷程時，是不應(yīng)當(dāng)忘記我們的祖先、對人類在早期發(fā)展真空技術(shù)所做出的貢獻。人們或許是受翻譯國外書刊的影響，通常在回顧真空科學(xué)發(fā)展史時，常常誤認(rèn)為1643年托里析利的壓力實驗和1650年葛利克發(fā)明抽氣機是對真空這一現(xiàn)象的最早發(fā)現(xiàn)，其實早在公元前六世紀(jì)我國在冶鐵技術(shù)中即采用了風(fēng)箱鼓風(fēng)法，那

4、時稱風(fēng)箱為“鞲鞴”。戰(zhàn)國時期“老子道德經(jīng)”一書說“鞲鞴”是虜而不屈、動而愈出”，這是利用真空吸氣原理的有記載的描述。而歐州到十六世紀(jì)才發(fā)明這種設(shè)備。中國晉朝煉丹家和醫(yī)生葛洪(公元218～3l6年)在“肘后備急方”中所介紹的利用氣體的熱脹冷縮、創(chuàng)造的“拔火罐”醫(yī)療法、正是真空技術(shù)在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用的具體例證。因為發(fā)生在火罐里的現(xiàn)象正是一個獲得真空和應(yīng)用真空的完好過程。這種獲得真空的方法比托里析利用水銀趕走玻璃管中的大氣而獲得的真空方法還要高明。

5、因為在罐內(nèi)燃紙加熱大氣、不但能趕走罐內(nèi)的部分大氣，而且還可以把罐中的氧氣燒掉、這至少可以使罐中產(chǎn)生五分之四個大氣10351041106510510251031109510811015100110451013(3)真空狀態(tài)下由于分子密度的減小，因此做為組成大氣組分的氧、氫等氣體含量(也包括水分的含量)也將相對減少。表3給出了標(biāo)準(zhǔn)大氣的成份。表1標(biāo)準(zhǔn)大氣的成分標(biāo)準(zhǔn)大氣的成分成分分子量容積百分比重量百分比分壓強（托）N2（氮）28.01347

6、9.08475.520593.44O2（氧）31.998820.94823.142159.20Ar（氬）39.9840.9341.2887.10CO2（二氧化碳）44.009953.141024.81022.4101Ne（氖）20.1831.821031.31031.4102He（氦）4.00265.241046.91094.0103Kr（氪）83.801.141043.31048.7104Xe（氙）131.308.71063.9103

7、6.6105H2（氫）2.0159451053.51064104CH4（甲烷）16.04303210411041.5103N2O（氧化二氮）44.012851058104410347.9982夏：0~71060~11050~5105O3（臭氧）冬：0~21060~0.31050~1.5105SO2（二氧化硫）64.06280~11040~21040~8104NO2（二氧化氮）46.0550~21060~310690~1.5105NH3（