Понятие о степенях вакуума

Многие физические процессы в вакууме существенно зависят от соот­ношения между числом взаимных столкновений молекул и числом столк­новений молекул со стенками вакуумной камеры. Частота столкновений между молекулами Кm обратно пропорциональна средней длине свобод­ного пути: К_m=v_ap/L. Среднее число соударений со стенкой камеры , где F - площадь поверхности стенок, сопри­касающихся с разреженным газом; V - объем камеры; d_эф=4V/F - эф­фективный размер вакуумной камеры.

Для молекул газа внутри сферического сосуда диаметром D d_эф=2D/3, для трубы бесконечной длины с диаметром D d_эф=D, а для двух бесконечных параллельных поверхностей, расположенных на расстоянии D друг от друга, d_эф=2D.

Отношение К_с/К_m - критерий Кнудсена

Kn = K_c/K_m = L/d_эф (1.21)

В зависимости от значения этого критерия различают вакуум низкий, средний и высокий.

Низкий вакуум - состояние газа, при котором взаимные столкно­вения между молекулами преобладают над столкновениями молекул газа со стенками вакуумной камеры, Kn<<1. При этом длина свободного пу­ти молекул газа значительно меньше размеров вакуумной камеры. При напылении в низком вакууме столкновения молекул газа с молекулами распыленного вещества не дают возможности получить на стенках камеры изображение экрана, поставленного на пути молекулярного пучка. Из условия изменения режима течения газа принимают Kn<0,005.

Средний вакуум - состояние газа, когда частоты соударений мо­лекул друг с другом и со стенками камеры одинаковы: L=d_эф, Kn=1.

Высокий вакуум - состояние газа, при котором столкновения мо­лекул газа со стенками камеры преобладают над взаимными: Kn>1. В этом случае, при напылении, изображение экрана на пути молекуляр­ного пучка получается отчетливым. Из условия изменения режима те­чения газа принимают Kn>1,5. Тогда условие существования среднего вакуума можно записать в виде 0,005<Kn<1,5.

Дата добавления: 2015-07-20