真空 是一種不存在任何物質的空間 狀態 ，是一種物理 現象 。在真空中，聲波 因為沒有介質 而無法傳遞，但電磁波 的傳遞不受真空的影響。粗略地說，真空是指在一區域之內的氣壓 遠遠小於大氣壓力 。[1] 帕斯卡 （Pascal）或托爾 （Torr）做為壓力的單位。目前在自然環境裡，只有外太空 堪稱最接近真空的空間。
真空下的氣壓為零，有些情形下，氣壓小於大氣壓力，但不為零，此時稱為局部真空 ，有些也簡稱為真空。
在局部真空的情形下，若其他條件不變 ，氣壓越低，表示越接近真空。例如一般的吸塵器 的吸力可以使氣壓降低20%[2] 超高真空 −12 ，粒子密度為每立方厘米100粒子。[3] 外太空 更接近真空，相當於平均一立方公尺只有幾個氫原子[4] 量子涨落 、暗能量 、經過的γ-射线和宇宙射线、微中子 等現象，空間仍然不會是完全的真空。在近代的粒子物理中，將真空態 視為是物質的基態 。
自古希臘起，真空就是常帶來爭議的哲學議題，但到了十七世紀西方才開始實驗上的研究。埃萬傑利斯塔·托里切利 在1643年進行了第一個真空的實驗，而隨著他大氣壓力 理論的出現，也開始產生其他的實驗技術。托里切利真空 是將一端封閉的長玻璃容器（超過76公分）中裝滿水銀，倒置在裝滿水銀的容器中，長玻璃容器上方的真空即為托里切利真空[5]
20世紀在電燈泡 及真空管 問世後，真空變成一個有價值的工業工具，也出現了許多產生真空的技術。载人航天 的進展也讓真空對人類及其他生物的影響開始感興趣。
歷史 西漢 劉安 在《淮南萬畢術》中提到：“銅甕雷鳴。”其註曰：“取沸湯置甕中，堅塞之，內於井中，則作雷鳴，聞數十里。”銅甕雷鳴是由於盛沸水的銅甕驟然遇冷造成局部真空。這時外部大氣壓力 加上井水壓力会將銅甕壓破，爆炸出雷鳴的聲響。
1641年，義大利 數學家托里拆利 在一根長管子內加滿水銀 ，然後很迅速的將管口倒轉在一個盛滿水銀的盆內，管子內水銀柱的末端是76公分高。這時玻璃管最上方無水銀地帶是真空狀態。這一實驗為“托里切利實驗”，完成實驗的玻璃管為“托里切利管”。
1654年，馬德堡 市长奥托·冯·格里克 在雷根斯堡 向皇帝展示了他所設計的半球實驗。他製造了兩個直徑36公分的紅色銅製半球，半球中間有一層浸滿了油的皮革，用以讓兩個半球能完全密合。接著他用他自製的真空泵將球內的空氣抽掉，此時兩個沉重的銅製半球在沒有任何接著劑的輔助下緊密地合而為一，讓人十分驚訝。但格里克實驗的高潮才正要開始，他為了證明兩半球的結合是多麼緊密、紮實，安排了兩隊各15匹馬，以相反的方向試圖將該球體拉開，結果居然拉不開，此實驗被稱為「馬德堡半球实验」。
現代許多高精密度的產品在製造過程中的某些階段必需使用程度不一的真空才能製造，如半導體 、硬碟機 、鏡片 。在實驗室和工廠中製造真空的方法是利用泵 在密閉的空間中抽出空氣以達到某種程度的真空。
馬德堡半球 馬德堡半球是一对铜质空心半球 ，被用于1654年由德国 物理学家 、时任馬德堡 市長奥托·冯·居里克 於神聖羅馬帝國 的雷根斯堡 （今德國 雷根斯堡）進行的一項物理学 实验 [6] 大气压力 的作用。马德堡半球实验作为物理学中的经典实验，今日仍被广泛用于课堂教学。最初用于实验的两个半球保存于位于慕尼黑 的德意志博物馆 中[7]
1654年5月8日，格里克在雷根斯堡 向當時的神圣罗马皇帝 斐迪南三世 展示了他所設計的半球實驗。他用自制的真空泵將球內的空氣抽掉，此時兩個沉重的銅製半球在沒有任何接著劑的輔助下緊密地合而為一。随后，他為了證明兩半球的結合是多麼緊密、紮實，安排了兩隊各15匹馬 ，以相反的方向試圖將該球體拉開，结果未能将其拉开，兩半球最後還是藉由解除真空狀態才得以分離[6]
之後格里克多次在各地重現此實驗以饗廣大好奇的觀眾。1656年，他在他任职市长的马德堡 用两队各8匹马重复了这一实验，得到了相同的结果。他还尝试将两个半球组成的球体抽出空气后悬挂重物，两个半球也没有分离。[6] 柏林 用两队各12匹马为勃兰登堡选帝侯 腓特烈·威廉 重复了这一实验[8]
在此以后，马德堡半球实验逐渐成为广为人知的示范大气压力原理的实验方法。波士顿 等多地曾独立重复过马德堡半球实验[9] 體積 也比當年的半球小得多，把半球的空間抽真空后，不再需要用马力便可拉開。[7] 德国邮政 发行过纪念这一实验的邮票。
不同程度的真空 在真空技術中按照壓力的高低，可區分為：
不同程度的真空 真空程度 托爾 帕斯卡 毫巴 大氣壓 大氣壓力 760 1.013×105 1013.25 1 粗略真空（Rough Vacuum） 760 ~ 25 1×105 ~ 3×103 1013.25~33.33 1 ~ 0.03 中度真空（Medium Vacuum） 25 ~ 1×10−3 3×103 ~ 1×10−1 33.33~1.33×10−3 高真空（High Vacuum） 1×10−3 ~ 1×10−9 1×10−1 ~ 1×10−7 1.33×10−3 ~1.33×10−9 超高真空 1×10−9 ~ 1×10−12 1×10−7 ~ 1×10−10 1.33×10−9 ~1.33×10−12 外太空 1×10−6 ~ <3×10−17 1×10−4 ~ < 3×10−15 絕對真空（Absolute Vacuum） 0 0 0 0
範例 壓力(Pa或kPa) 壓力(Torr) 平均自由程 每立方公分的分子數 大氣壓力 ，作比較用 101.325 kPa 760 66 nm 2.5×1019 [10] 吸塵器 約8×104 600 70 nm 1019 蒸汽渦輪發動機 （冷凝器背壓） 9 kPa 液环 真空泵 約 3.2×103 24 1.75 μm 1018 火星大氣 1.155 kPa至0.03 kPa 8.66至0.23 冷凍乾燥 100 至 10 1 至 0.1 100 μm 至 1 mm 1016 至 1015 電燈泡 10 至 1 0.1 至 0.01 1 mm 至 1 cm 1015 至 1014 保溫瓶 的抽真空 1 至 0.01 [1] 10−2 至 10−4 1 cm 至 1 m 1014 至 1012 地球热层 1 Pa 至 1×10−7 10−2 至 10−9 1 cm 至 100 km 1014 至 107 真空管 1×10−5 至 1×10−8 10−7 至 10−10 1 至 1,000 km 109 至 106 低温泵 分子束外延 腔 1×10−7 至 1×10−9 10−9 至 10−11 100 至 10,000 km 107 至 105 月球大氣 約 1×10−9 10−11 10,000 km 4×105 [11] 行星际空间 11[1] 星際物質 1[12] 星系际空间 10−6 [1]
相關條目 成對產生 自由空間 引擎真空 假真空衰变 氦质谱 真空焊 气动管 ：利用氣壓或真空移動物體的裝置稀疏 吸力 真空角閥 真空鍍膜 真空工程 真空法蘭
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真空, 关于佛教法師, 请见, 是一種不存在任何物質的空間狀態, 是一種物理現象, 在中, 聲波因為沒有介質而無法傳遞, 但電磁波的傳遞不受的影響, 粗略地說, 是指在一區域之內的氣壓遠遠小於大氣壓力, 常用帕斯卡, pascal, 或托爾, torr, 做為壓力的單位, 目前在自然環境裡, 只有外太空堪稱最接近的空間, 泵演示, 外太空並非完全的空間, 下的氣壓為零, 有些情形下, 氣壓小於大氣壓力, 但不為零, 此時稱為局部, 有些也簡稱為, 在局部的情形下, 若其他條件不變, 氣壓越低, 表示越接近, 例如一. 关于佛教法師 请见 釋真空 真空是一種不存在任何物質的空間狀態 是一種物理現象 在真空中 聲波因為沒有介質而無法傳遞 但電磁波的傳遞不受真空的影響 粗略地說 真空是指在一區域之內的氣壓遠遠小於大氣壓力 1 真空常用帕斯卡 Pascal 或托爾 Torr 做為壓力的單位 目前在自然環境裡 只有外太空堪稱最接近真空的空間 泵演示真空 外太空並非完全真空的空間 真空下的氣壓為零 有些情形下 氣壓小於大氣壓力 但不為零 此時稱為局部真空 有些也簡稱為真空 在局部真空的情形下 若其他條件不變 氣壓越低 表示越接近真空 例如一般的吸塵器的吸力可以使氣壓降低20 2 也可以產生更接近真空的條件 像化學 物理及工程常見的超高真空 英语 Ultra high vacuum 腔體 其氣壓可以到大氣壓力的10 12 粒子密度為每立方厘米100粒子 3 外太空更接近真空 相當於平均一立方公尺只有幾個氫原子 4 根據現代物理學的了解 即使空間中的所有物質都移除了 因為量子涨落 暗能量 經過的g 射线和宇宙射线 微中子等現象 空間仍然不會是完全的真空 在近代的粒子物理中 將真空態視為是物質的基態 自古希臘起 真空就是常帶來爭議的哲學議題 但到了十七世紀西方才開始實驗上的研究 埃萬傑利斯塔 托里切利在1643年進行了第一個真空的實驗 而隨著他大氣壓力理論的出現 也開始產生其他的實驗技術 托里切利真空是將一端封閉的長玻璃容器 超過76公分 中裝滿水銀 倒置在裝滿水銀的容器中 長玻璃容器上方的真空即為托里切利真空 5 20世紀在電燈泡及真空管問世後 真空變成一個有價值的工業工具 也出現了許多產生真空的技術 载人航天的進展也讓真空對人類及其他生物的影響開始感興趣 大型真空腔體 目录 1 歷史 1 1 馬德堡半球 2 不同程度的真空 3 範例 4 相關條目 5 參見 6 外部鏈接歷史 编辑西漢劉安在 淮南萬畢術 中提到 銅甕雷鳴 其註曰 取沸湯置甕中 堅塞之 內於井中 則作雷鳴 聞數十里 銅甕雷鳴是由於盛沸水的銅甕驟然遇冷造成局部真空 這時外部大氣壓力加上井水壓力会將銅甕壓破 爆炸出雷鳴的聲響 1641年 義大利數學家托里拆利在一根長管子內加滿水銀 然後很迅速的將管口倒轉在一個盛滿水銀的盆內 管子內水銀柱的末端是76公分高 這時玻璃管最上方無水銀地帶是真空狀態 這一實驗為 托里切利實驗 完成實驗的玻璃管為 托里切利管 1654年 馬德堡市长奥托 冯 格里克在雷根斯堡向皇帝展示了他所設計的半球實驗 他製造了兩個直徑36公分的紅色銅製半球 半球中間有一層浸滿了油的皮革 用以讓兩個半球能完全密合 接著他用他自製的真空泵將球內的空氣抽掉 此時兩個沉重的銅製半球在沒有任何接著劑的輔助下緊密地合而為一 讓人十分驚訝 但格里克實驗的高潮才正要開始 他為了證明兩半球的結合是多麼緊密 紮實 安排了兩隊各15匹馬 以相反的方向試圖將該球體拉開 結果居然拉不開 此實驗被稱為 馬德堡半球实验 現代許多高精密度的產品在製造過程中的某些階段必需使用程度不一的真空才能製造 如半導體 硬碟機 鏡片 在實驗室和工廠中製造真空的方法是利用泵在密閉的空間中抽出空氣以達到某種程度的真空 馬德堡半球 编辑 主条目 馬德堡半球 馬德堡半球是一对铜质空心半球 被用于1654年由德国物理学家 时任馬德堡市長奥托 冯 居里克於神聖羅馬帝國的雷根斯堡 今德國雷根斯堡 進行的一項物理学实验 6 在这项实验中 实验者先将两个完全密合的半球中的空气抽掉 然后驱马从两侧向外拉 以展示大气压力的作用 马德堡半球实验作为物理学中的经典实验 今日仍被广泛用于课堂教学 最初用于实验的两个半球保存于位于慕尼黑的德意志博物馆中 7 1654年5月8日 格里克在雷根斯堡向當時的神圣罗马皇帝斐迪南三世展示了他所設計的半球實驗 他用自制的真空泵將球內的空氣抽掉 此時兩個沉重的銅製半球在沒有任何接著劑的輔助下緊密地合而為一 随后 他為了證明兩半球的結合是多麼緊密 紮實 安排了兩隊各15匹馬 以相反的方向試圖將該球體拉開 结果未能将其拉开 兩半球最後還是藉由解除真空狀態才得以分離 6 之後格里克多次在各地重現此實驗以饗廣大好奇的觀眾 1656年 他在他任职市长的马德堡用两队各8匹马重复了这一实验 得到了相同的结果 他还尝试将两个半球组成的球体抽出空气后悬挂重物 两个半球也没有分离 6 1663年 他在柏林用两队各12匹马为勃兰登堡选帝侯腓特烈 威廉重复了这一实验 8 在此以后 马德堡半球实验逐渐成为广为人知的示范大气压力原理的实验方法 波士顿等多地曾独立重复过马德堡半球实验 9 也有供教學用途的马德堡半球的仿製品 它們的體積也比當年的半球小得多 把半球的空間抽真空后 不再需要用马力便可拉開 7 德国邮政发行过纪念这一实验的邮票 不同程度的真空 编辑在真空技術中按照壓力的高低 可區分為 不同程度的真空 真空程度 托爾 帕斯卡 毫巴 大氣壓大氣壓力 760 1 013 105 1013 25 1粗略真空 Rough Vacuum 760 25 1 105 3 103 1013 25 33 33 1 0 03中度真空 Medium Vacuum 25 1 10 3 3 103 1 10 1 33 33 1 33 10 3高真空 High Vacuum 1 10 3 1 10 9 1 10 1 1 10 7 1 33 10 3 1 33 10 9超高真空 英语 Ultra high Vacuum Ultra High Vacuum 1 10 9 1 10 12 1 10 7 1 10 10 1 33 10 9 1 33 10 12外太空 1 10 6 lt 3 10 17 1 10 4 lt 3 10 15絕對真空 Absolute Vacuum 0 0 0 0範例 编辑参见 真空泵 壓力 Pa或kPa 壓力 Torr 平均自由程 每立方公分的分子數大氣壓力 作比較用 101 325 kPa 760 66 nm 2 5 1019 10 吸塵器 約8 104 600 70 nm 1019蒸汽渦輪發動機 冷凝器背壓 9 kPa液环 英语 liquid ring 真空泵 約 3 2 103 24 1 75 mm 1018火星大氣 1 155 kPa至0 03 kPa 平均0 6 kPa 8 66至0 23冷凍乾燥 100 至 10 1 至 0 1 100 mm 至 1 mm 1016 至 1015電燈泡 10 至 1 0 1 至 0 01 1 mm 至 1 cm 1015 至 1014保溫瓶的抽真空 1 至 0 01 1 10 2 至 10 4 1 cm 至 1 m 1014 至 1012地球热层 1 Pa 至 1 10 7 10 2 至 10 9 1 cm 至 100 km 1014 至 107真空管 1 10 5 至 1 10 8 10 7 至 10 10 1 至 1 000 km 109 至 106低温泵 英语 Cryopump 分子束外延腔 1 10 7 至 1 10 9 10 9 至 10 11 100 至 10 000 km 107 至 105月球大氣 約 1 10 9 10 11 10 000 km 4 105 11 行星际空间 11 1 星際物質 1 12 星系际空间 10 6 1 相關條目 编辑成對產生 自由空間 引擎真空 英语 engine vacuum 假真空衰变 氦质谱 英语 Helium mass spectrometer 真空焊 气动管 利用氣壓或真空移動物體的裝置 稀疏 英语 Rarefaction 介質密度變小 吸力 英语 Suction 創造部份真空的方法 真空角閥 英语 Vacuum angle 真空鍍膜 英语 Vacuum deposition 在部份真空的環境下鍍原子或分子的製程 真空工程 英语 Vacuum engineering 真空法蘭 英语 Vacuum flange 參見 编辑 1 0 1 1 1 2 1 3 Chambers Austin Modern Vacuum Physics Boca Raton CRC Press 2004 ISBN 978 0 8493 2438 3 Campbell Jeff Speed Cleaning Tips Tricks amp Strategies to Get Everything Done in Half the Time Or Less Rodale 2005 ISBN 978 1 59486 274 8 英语 Gabrielse G Fei X Orozco L Tjoelker R Haas J Kalinowsky H Trainor T Kells W Thousandfold improvement in the measured antiproton mass Physical Review Letters 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