เครื่องดูดฝุ่น

สูญญากาศเป็นพื้นที่ไร้เรื่อง คำนี้เกิดจากคำคุณศัพท์vacuusในภาษาละตินสำหรับ "ว่าง" หรือ " ว่างเปล่า " การประมาณสุญญากาศดังกล่าวคือบริเวณที่มีความดันของก๊าซน้อยกว่าความดันบรรยากาศมาก [1]นักฟิสิกส์มักพูดถึงผลการทดสอบในอุดมคติที่จะเกิดขึ้นในสุญญากาศที่สมบูรณ์แบบซึ่งบางครั้งพวกเขาก็เรียกว่า "สุญญากาศ" หรือพื้นที่ว่างและใช้คำว่าสุญญากาศบางส่วนเพื่ออ้างถึงสุญญากาศที่ไม่สมบูรณ์จริงอย่างที่อาจมีในห้องปฏิบัติการหรือ ในอวกาศ. ในทางวิศวกรรมและฟิสิกส์ประยุกต์ในทางกลับกันสุญญากาศหมายถึงพื้นที่ใด ๆ ที่ความดันต่ำกว่าความดันบรรยากาศมาก [2]คำภาษาละตินใน vacuoใช้เพื่ออธิบายถึงวัตถุที่ล้อมรอบด้วยสุญญากาศ

ปั๊มเพื่อแสดงสุญญากาศ

คุณภาพของสูญญากาศบางส่วนหมายถึงวิธีการอย่างใกล้ชิดแนวทางสูญญากาศที่สมบูรณ์แบบ สิ่งอื่น ๆ ที่เท่าเทียมกันความดันก๊าซที่ต่ำกว่าหมายถึงสุญญากาศที่มีคุณภาพสูงกว่า ตัวอย่างเช่นเครื่องดูดฝุ่นทั่วไปให้แรงดูดเพียงพอที่จะลดความดันอากาศได้ประมาณ 20% [3]แต่เครื่องดูดฝุ่นคุณภาพสูงนั้นเป็นไปได้ สูญญากาศสูงพิเศษห้องทั่วไปในเคมีฟิสิกส์และวิศวกรรมการดำเนินการดังต่อไปนี้ 1000000000000 (10 -12 ) ของความดันบรรยากาศ (100 NPA) และสามารถเข้าถึงรอบ 100 อนุภาค / ซม. 3 [4] อวกาศภายนอกเป็นสุญญากาศที่มีคุณภาพสูงกว่าโดยมีไฮโดรเจนเพียงไม่กี่อะตอมต่อลูกบาศก์เมตรโดยเฉลี่ยในอวกาศระหว่างกาแล็กซี่ [5]

สุญญากาศเป็นหัวข้อถกเถียงทางปรัชญาบ่อยครั้งตั้งแต่สมัยกรีกโบราณแต่ไม่มีการศึกษาเชิงประจักษ์จนถึงศตวรรษที่ 17 Evangelista Torricelliผลิตเครื่องดูดฝุ่นในห้องปฏิบัติการเครื่องแรกในปี ค.ศ. 1643 และมีการพัฒนาเทคนิคการทดลองอื่น ๆ อันเป็นผลมาจากทฤษฎีความดันบรรยากาศของเขา Torricellian สูญญากาศจะถูกสร้างขึ้นโดยการกรอกภาชนะแก้วทรงสูงปิดที่ปลายด้านหนึ่งที่มีสารปรอทและจากนั้นมันกลับหัวในชามจะมีสารปรอท (ดูด้านล่าง) [6]

เครื่องดูดฝุ่นกลายเป็นเครื่องมือทางอุตสาหกรรมที่มีค่าในศตวรรษที่ 20 ด้วยการนำหลอดไฟและหลอดสุญญากาศมาใช้และนับ แต่นั้นมาเทคโนโลยีสุญญากาศก็มีให้เลือกใช้มากมาย การพัฒนายานอวกาศของมนุษย์ทำให้เกิดความสนใจในผลกระทบของสุญญากาศต่อสุขภาพของมนุษย์และต่อรูปแบบชีวิตโดยทั่วไป

ห้องสุญญากาศขนาดใหญ่

คำว่าสูญญากาศมาจากภาษาละติน  'an empty space, void' ซึ่งเป็นคำนามที่ใช้ neuter of vacuusแปลว่า "ว่าง" ที่เกี่ยวข้องกับvacareแปลว่า

เครื่องดูดฝุ่นเป็นหนึ่งในไม่กี่คำในภาษาอังกฤษที่มีตัวอักษรสองตัวติดต่อกันยู [7]

ในอดีตมีการโต้เถียงกันมากว่าสิ่งที่เป็นสุญญากาศสามารถดำรงอยู่ได้หรือไม่ โบราณนักปรัชญากรีกถกเถียงกันในการดำรงอยู่ของสูญญากาศหรือเป็นโมฆะในบริบทของatomismซึ่ง posited เป็นโมฆะและอะตอมเป็นองค์ประกอบอธิบายพื้นฐานของฟิสิกส์ ตามเพลโตแม้แต่แนวคิดเชิงนามธรรมของความว่างเปล่าที่ไม่มีคุณลักษณะก็ต้องเผชิญกับความสงสัยอย่างมาก: มันไม่สามารถถูกจับได้ด้วยประสาทสัมผัสมันไม่สามารถให้พลังในการอธิบายเพิ่มเติมนอกเหนือจากปริมาตรทางกายภาพที่มันมีความเหมาะสมและตามคำจำกัดความมันก็คือ ค่อนข้างไม่มีอะไรเลยซึ่งไม่สามารถพูดได้อย่างถูกต้องว่ามีอยู่จริง อริสโตเติลเชื่อว่าไม่มีโมฆะใด ๆ เกิดขึ้นตามธรรมชาติเนื่องจากความต่อเนื่องของวัสดุที่หนาแน่นขึ้นโดยรอบจะเติมเต็มความหายากที่เกิดขึ้นในทันทีซึ่งอาจก่อให้เกิดความว่างเปล่า

ในวิชาฟิสิกส์หนังสือ IV อริสโตเติลได้เสนอข้อโต้แย้งมากมายเกี่ยวกับความว่างเปล่าตัวอย่างเช่นการเคลื่อนที่ผ่านสื่อที่ไม่มีสิ่งกีดขวางใด ๆ จะดำเนินต่อไปได้อย่างไม่มีที่สิ้นสุดไม่มีเหตุผลที่บางสิ่งบางอย่างจะหยุดนิ่งโดยเฉพาะอย่างยิ่ง แม้ว่าLucretiusจะโต้แย้งเรื่องการมีอยู่ของสุญญากาศในศตวรรษแรกและHero of Alexandriaพยายามสร้างสุญญากาศเทียมไม่สำเร็จในศตวรรษแรก [8]

ในโลกมุสลิมยุคกลางอัลฟาราบีนักฟิสิกส์และนักวิชาการอิสลาม(Alpharabius, 872–950) ได้ทำการทดลองเล็ก ๆเกี่ยวกับการมีอยู่ของสุญญากาศซึ่งเขาได้ตรวจสอบลูกสูบแบบพกพาในน้ำ [9] [ที่มาไม่น่าเชื่อถือ? ]เขาสรุปว่าปริมาตรของอากาศสามารถขยายเพื่อเติมเต็มพื้นที่ว่างและเขาแนะนำว่าแนวคิดของสุญญากาศที่สมบูรณ์แบบนั้นไม่ต่อเนื่องกัน [10]ตามที่ Nader El-Bizri นักฟิสิกส์Ibn al-Haytham (Alhazen, 965–1039) และนักเทววิทยาMu'tazili ไม่เห็นด้วยกับ Aristotle และ Al-Farabi และพวกเขาสนับสนุนการมีอยู่ของความว่างเปล่า การใช้รูปทรงเรขาคณิต Ibn al-Haytham แสดงให้เห็นทางคณิตศาสตร์ว่าสถานที่นั้น ( al-makan ) เป็นช่องว่างสามมิติที่จินตนาการไว้ระหว่างพื้นผิวด้านในของร่างกายที่บรรจุ [11]อ้างอิงจาก Ahmad Dallal AbūRayhān al-Bīrūnīยังระบุว่า [12]ดูดปั๊มถูกอธิบายโดยวิศวกรอาหรับอัลจาซารีในศตวรรษที่ 13 และต่อมาปรากฏตัวในยุโรปจากศตวรรษที่ 15 [13] [14] [15]

นักวิชาการชาวยุโรปเช่นRoger Bacon , Blasius of ParmaและWalter Burleyในศตวรรษที่ 13 และ 14 ได้ให้ความสำคัญกับประเด็นที่เกี่ยวข้องกับแนวคิดสุญญากาศ ในที่สุดตามฟิสิกส์สโตอิกในกรณีนี้นักวิชาการตั้งแต่ศตวรรษที่ 14 เป็นต้นมาได้ละทิ้งมุมมองของอริสโตเติลมากขึ้นเรื่อย ๆ เพื่อสนับสนุนความว่างเปล่าเหนือธรรมชาติที่อยู่เหนือขอบเขตของจักรวาลซึ่งเป็นข้อสรุปที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวางในศตวรรษที่ 17 ซึ่งช่วยแยกธรรมชาติและเทววิทยาออกจากกัน ความกังวล [16]

เกือบสองพันปีหลังจากเพลโตRené Descartesยังได้เสนอทฤษฎีทางเลือกเชิงเรขาคณิตของอะตอมโดยไม่มีปัญหาอะไรเลยนั่นคือการแยกขั้วของโมฆะและอะตอม แม้ว่าเดส์การ์ตจะเห็นด้วยกับจุดยืนร่วมสมัย แต่สุญญากาศไม่ได้เกิดขึ้นในธรรมชาติความสำเร็จของระบบพิกัดที่มีชื่อของเขาและโดยปริยายองค์ประกอบเชิงพื้นที่ของอภิปรัชญาของเขาจะมากำหนดแนวคิดสมัยใหม่เชิงปรัชญาเกี่ยวกับพื้นที่ว่างเป็นเชิงปริมาณ การขยายระดับเสียง อย่างไรก็ตามตามคำจำกัดความโบราณข้อมูลทิศทางและขนาดมีความแตกต่างกันในเชิงแนวคิด

บารอมิเตอร์ปรอทของ Torricelliผลิตเครื่องดูดฝุ่นแบบยั่งยืนเครื่องแรกในห้องปฏิบัติการ

การทดลองทางความคิดในยุคกลางเกี่ยวกับความคิดของสุญญากาศโดยพิจารณาว่ามีสุญญากาศอยู่หรือไม่หากเป็นเพียงชั่วขณะหนึ่งระหว่างจานแบนสองแผ่นเมื่อแยกออกจากกันอย่างรวดเร็ว [17]มีการถกเถียงกันมากมายว่าอากาศเคลื่อนที่เข้ามาเร็วพอที่แผ่นเปลือกโลกแยกออกจากกันหรือตามที่วอลเตอร์เบอร์ลีย์ตั้งสมมติฐานว่า "ตัวแทนท้องฟ้า" ป้องกันไม่ให้เกิดสุญญากาศได้หรือไม่ ดูขึ้นมากว่าธรรมชาติเกลียดชังสูญญากาศถูกเรียกvacui สยองขวัญ มีการคาดเดาว่าแม้แต่พระเจ้าก็ไม่สามารถสร้างสุญญากาศได้หากเขาต้องการและการประณามของบิชอป เอเตียนเทมเปียร์ในปี ค.ศ. 1277 ซึ่งไม่จำเป็นต้องมีข้อ จำกัด เกี่ยวกับอำนาจของพระเจ้านำไปสู่ข้อสรุปที่ว่าพระเจ้าสามารถสร้างสุญญากาศได้หากเขา อยากมาก [18] Jean Buridanรายงานในศตวรรษที่ 14 ว่าทีมที่มีม้าสิบตัวไม่สามารถดึงที่สูบลมแบบเปิดได้เมื่อท่าเรือถูกปิดผนึก [8]

หลอด Crookesที่ใช้ในการค้นพบและการศึกษา รังสีแคโทดเป็นวิวัฒนาการของการที่ หลอด Geissler

ศตวรรษที่ 17 ได้เห็นความพยายามครั้งแรกในการวัดปริมาณสุญญากาศบางส่วน [19] Evangelista Torricelli 's ปรอท บารอมิเตอร์ของ 1643 และBlaise Pascal ' s ทดลองทั้งแสดงให้เห็นถึงบางส่วนสูญญากาศ

ในปี 1654 Otto von Guerickeได้ประดิษฐ์เครื่องสูบน้ำสูญญากาศเครื่องแรก[20]และทำการทดลองที่มีชื่อเสียงในซีกโลกของ Magdeburgแสดงให้เห็นว่าเนื่องจากความดันบรรยากาศภายนอกซีกโลกทีมม้าไม่สามารถแยกสองซีกจากที่อากาศถูกอพยพออกไปบางส่วนได้ Robert Boyleปรับปรุงการออกแบบของ Guericke และด้วยความช่วยเหลือของRobert Hooke ที่พัฒนาเทคโนโลยีปั๊มสุญญากาศเพิ่มเติม หลังจากนั้นการวิจัยเกี่ยวกับสูญญากาศบางส่วนได้สิ้นสุดลงจนถึงปี 1850 เมื่อเดือนสิงหาคม Toeplerได้คิดค้นToepler Pumpและในปี 1855 เมื่อHeinrich Geisslerได้ประดิษฐ์เครื่องสูบจ่ายสารปรอททำให้ได้สุญญากาศบางส่วนประมาณ 10 Pa (0.1  Torr ) คุณสมบัติทางไฟฟ้าจำนวนหนึ่งสามารถสังเกตเห็นได้ในระดับสุญญากาศนี้ซึ่งทำให้เกิดความสนใจในการค้นคว้าเพิ่มเติม

ในขณะที่พื้นที่รอบนอกให้ตัวอย่างซึ่งได้ทำให้บริสุทธิ์ที่สุดของสูญญากาศบางส่วนเกิดขึ้นตามธรรมชาติท้องฟ้าก็คิดเดิมที่จะเต็มไปได้อย่างราบรื่นโดยวัสดุที่ทำลายแข็งที่เรียกว่าอากาศธาตุ การยืมตัวมาจากpneumaของฟิสิกส์สโตอิกอากาศได้รับการยกย่องว่าเป็นอากาศที่หายากซึ่งใช้ชื่อของมัน (ดูAether (ตำนาน) ) ทฤษฎีแสงในยุคแรก ๆ ทำให้เกิดสื่อบนบกและท้องฟ้าที่แพร่หลายซึ่งแสงแพร่กระจาย นอกจากนี้แนวคิดดังกล่าวยังแจ้งคำอธิบายของไอแซกนิวตันเกี่ยวกับการหักเหของแสงและความร้อนจากการแผ่รังสี [21]การทดลองในศตวรรษที่ 19 เกี่ยวกับอากาศที่ส่องสว่างนี้พยายามที่จะตรวจจับการลากบนวงโคจรของโลกเพียงหนึ่งนาที ในความเป็นจริงในขณะที่โลกเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่ค่อนข้างหนาแน่นเมื่อเทียบกับอวกาศระหว่างดวงดาวการลากนั้นมีขนาดเล็กมากจนไม่สามารถตรวจพบได้ ในปี 1912 เฮนรีพิกเคอริงนักดาราศาสตร์ให้ ความเห็นว่า: "ในขณะที่ตัวกลางดูดซับระหว่างดวงดาวอาจเป็นเพียงอีเธอร์ แต่ [มัน] เป็นลักษณะของก๊าซและมีโมเลกุลของก๊าซอิสระอยู่ที่นั่นอย่างแน่นอน" [22]

ต่อมาในปี 1930 พอลดิแรกที่นำเสนอรูปแบบของการสูญญากาศในฐานะที่เป็นทะเลที่ไม่มีที่สิ้นสุดของอนุภาคที่มีพลังงานเชิงลบที่เรียกว่าทะเลแรค ทฤษฎีนี้ช่วยปรับแต่งการคาดการณ์ของสมการ Diracสูตรก่อนหน้าของเขาและทำนายการมีอยู่ของโพซิตรอนได้สำเร็จซึ่งได้รับการยืนยันในอีกสองปีต่อมา หลักการความไม่แน่นอนของWerner Heisenbergซึ่งกำหนดขึ้นในปี 1927 ได้ทำนายขีด จำกัด พื้นฐานที่ตำแหน่งและโมเมนตัมในทันทีหรือพลังงานและเวลาสามารถวัดได้ สิ่งนี้ส่งผลกระทบอย่างมากต่อ "ความว่างเปล่า" ของช่องว่างระหว่างอนุภาค ในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 สิ่งที่เรียกว่าอนุภาคเสมือนจริงที่เกิดขึ้นเองจากพื้นที่ว่างได้รับการยืนยัน

เกณฑ์ที่เข้มงวดที่สุดในการกำหนดสุญญากาศคือพื้นที่และเวลาที่ส่วนประกอบทั้งหมดของเทนเซอร์ความเครียดและพลังงานเป็นศูนย์ ซึ่งหมายความว่าพื้นที่นี้ไม่มีพลังงานและโมเมนตัมดังนั้นจึงต้องว่างเปล่าของอนุภาคและสนามทางกายภาพอื่น ๆ (เช่นแม่เหล็กไฟฟ้า) ที่มีพลังงานและโมเมนตัม

แรงโน้มถ่วง

ในความสัมพันธ์ทั่วไปที่หายความเครียดพลังงานเมตริกซ์หมายถึงการผ่านสมการสนามน์สไตน์ที่หายไปของทุกองค์ประกอบของเมตริกซ์ชี่ สุญญากาศไม่ได้หมายความว่าความโค้งของเวลา - อวกาศจำเป็นต้องแบน: สนามโน้มถ่วงยังคงสามารถสร้างความโค้งในสุญญากาศในรูปแบบของแรงน้ำขึ้นน้ำลงและคลื่นความโน้มถ่วง (ในทางเทคนิคปรากฏการณ์เหล่านี้เป็นส่วนประกอบของWeyl tensor ) หลุมดำ (กับศูนย์ค่าใช้จ่ายไฟฟ้า) เป็นตัวอย่างที่สง่างามของภูมิภาคอย่างสมบูรณ์ "ที่เต็มไปด้วย" กับสูญญากาศ แต่ยังคงแสดงความโค้งที่แข็งแกร่ง

แม่เหล็กไฟฟ้า

ในทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าที่สูญญากาศของพื้นที่ว่างหรือบางครั้งเพียงแค่พื้นที่ว่างหรือสูญญากาศสมบูรณ์เป็นสื่อกลางในการอ้างอิงมาตรฐานสำหรับผลกระทบแม่เหล็กไฟฟ้า [23] [24]นักเขียนบางคนอ้างถึงกลางอ้างอิงนี้เป็นสูญญากาศคลาสสิก , [23]ศัพท์ตั้งใจที่จะแยกแนวคิดนี้จากQED สูญญากาศหรือสูญญากาศ QCDที่ผันผวนสูญญากาศสามารถผลิตชั่วคราวอนุภาคเสมือนความหนาแน่นและยอมญาติและญาติซึมผ่านที่ไม่มีความสามัคคีเหมือนกัน [25] [26] [27]

ในทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าคลาสสิกพื้นที่ว่างมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

  • คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเดินทางเมื่อไม่มีสิ่งกีดขวางที่ความเร็วของแสงที่กำหนดมูลค่า 299,792,458 m / s ในหน่วย SI [28]
  • หลักการซ้อนเป็นจริงเสมอว่า [29]ตัวอย่างเช่นศักย์ไฟฟ้าที่เกิดจากประจุไฟฟ้าสองประจุคือการเติมศักย์ไฟฟ้าที่เกิดจากประจุไฟฟ้าแต่ละอันแยกกัน ค่าของสนามไฟฟ้าณ จุดใด ๆ รอบประจุทั้งสองนี้พบได้โดยการคำนวณผลรวมเวกเตอร์ของสนามไฟฟ้าทั้งสองจากประจุไฟฟ้าแต่ละประจุที่กระทำเพียงอย่างเดียว
  • การอนุญาตและความสามารถในการซึมผ่านเท่ากับค่าคงที่ไฟฟ้าε 0 [30]และค่าคงที่แม่เหล็กμ 0 , [31]ตามลำดับ (ในหน่วย SI ) หรือ 1 (ในหน่วย Gaussian )
  • ต้านทานลักษณะ ( η ) เท่ากับความต้านทานของพื้นที่ว่าง Z 0 ≈ 376.73 Ω [32]

สุญญากาศของแม่เหล็กไฟฟ้าแบบคลาสสิกสามารถมองได้ว่าเป็นสื่อแม่เหล็กไฟฟ้าในอุดมคติโดยมีความสัมพันธ์ที่เป็นส่วนประกอบในหน่วย SI: [33]

เกี่ยวไฟฟ้ารางฟิลด์Dกับสนามไฟฟ้า Eและสนามแม่เหล็กหรือH -field Hกับการเหนี่ยวนำแม่เหล็กหรือB -field B ที่นี่rคือตำแหน่งเชิงพื้นที่และtคือเวลา

"> File:Vacuum fluctuations revealed through spontaneous parametric down-conversion.ogvเล่นสื่อ
วิดีโอของการทดสอบแสดงให้เห็น ความผันผวนสูญญากาศ (ในแหวนสีแดง) ขยายโดย ธรรมชาติพาราแปลงลง

ในกลศาสตร์ควอนตัมและทฤษฎีสนามควอนตัมสุญญากาศถูกกำหนดให้เป็นสถานะ (นั่นคือการแก้สมการของทฤษฎี) ด้วยพลังงานที่ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ( สถานะพื้นของพื้นที่ฮิลแบร์ต ) ในไฟฟ้ากระแสควอนตัมสูญญากาศนี้จะเรียกว่าเป็น ' QED สูญญากาศ ' จะแตกต่างจากสูญญากาศของchromodynamics ควอนตัม , แสดงเป็นQCD สูญญากาศ สูญญากาศ QED เป็นรัฐที่ไม่มีอนุภาคเรื่อง (เพราะฉะนั้นชื่อ) และไม่มีโฟตอน ตามที่อธิบายไว้ข้างต้นสถานะนี้เป็นไปไม่ได้ที่จะประสบความสำเร็จในการทดลอง (แม้ว่าอนุภาคของสสารทุกชนิดจะสามารถกำจัดออกจากปริมาตรได้ แต่ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะกำจัดโฟตอนของร่างกายสีดำทั้งหมด) อย่างไรก็ตามมันเป็นแบบจำลองที่ดีสำหรับสุญญากาศที่สามารถรับรู้ได้และเห็นด้วยกับการสังเกตการทดลองจำนวนหนึ่งตามที่อธิบายไว้ต่อไป

เครื่องดูดฝุ่น QED มีคุณสมบัติที่น่าสนใจและซับซ้อน ในสูญญากาศ QED สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กมีค่าเฉลี่ยเป็นศูนย์ แต่ความแปรปรวนไม่ได้เป็นศูนย์ [34]เป็นผลให้ QED สูญญากาศมีความผันผวนสูญญากาศ ( อนุภาคเสมือนว่าฮอปเข้าและออกจากการดำรงอยู่) และพลังงานที่เรียกว่า จำกัดพลังงานสูญญากาศ ความผันผวนของสุญญากาศเป็นส่วนสำคัญและแพร่หลายในทฤษฎีสนามควอนตัม บางผลการตรวจสอบการทดลองจากความผันผวนของสูญญากาศรวมถึงการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เกิดขึ้นเองและกะแกะ [18] กฎของคูลอมบ์และศักย์ไฟฟ้าในสุญญากาศใกล้ประจุไฟฟ้าถูกแก้ไข [35]

ในทางทฤษฎีในสภาวะสุญญากาศหลายแห่งของ QCD สามารถอยู่ร่วมกันได้ [36]จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของภาวะเงินเฟ้อในจักรวาลคิดว่าเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงระหว่างสถานะสุญญากาศที่แตกต่างกัน สำหรับทฤษฎีที่ได้จากการหาปริมาณของทฤษฎีคลาสสิกแต่ละจุดที่อยู่นิ่งของพลังงานในพื้นที่กำหนดค่าจะก่อให้เกิดสุญญากาศเพียงอันเดียว ทฤษฎีสตริงเชื่อว่ามีจำนวนมากของ vacua - ที่เรียกว่าสตริงทฤษฎีภูมิทัศน์

พื้นที่รอบนอกไม่ได้เป็นสูญญากาศสมบูรณ์แบบ แต่ผอมบาง พลาสม่าจมอยู่ใต้น้ำที่มีอนุภาคที่มีประจุองค์ประกอบฟรีเช่น ไฮโดรเจน , ฮีเลียมและ ออกซิเจน , สนามแม่เหล็กไฟฟ้าและเป็นครั้งคราว ดาว

อวกาศภายนอกมีความหนาแน่นและความดันต่ำมากและเป็นการประมาณทางกายภาพที่ใกล้เคียงที่สุดของสุญญากาศที่สมบูรณ์แบบ แต่ไม่มีสุญญากาศใดที่สมบูรณ์แบบอย่างแท้จริงแม้แต่ในอวกาศระหว่างดวงดาวที่ยังมีไฮโดรเจนไม่กี่อะตอมต่อลูกบาศก์เมตร [5]

ดาวฤกษ์ดาวเคราะห์และดวงจันทร์คงสภาพชั้นบรรยากาศไว้ด้วยแรงดึงดูดของโลกดังนั้นชั้นบรรยากาศจึงไม่มีขอบเขตที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน: ความหนาแน่นของก๊าซในชั้นบรรยากาศจะลดลงตามระยะห่างจากวัตถุ ความดันบรรยากาศของโลกลดลงไปประมาณ 32 millipascals (4.6 × 10 -6  ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) ที่ 100 กิโลเมตร (62 ไมล์) สูง[37]เส้นKármánซึ่งเป็นความหมายทั่วไปของเขตแดนที่มีพื้นที่รอบนอก นอกเหนือจากแนวนี้ความดันของก๊าซไอโซทรอปิกจะไม่มีนัยสำคัญอย่างรวดเร็วเมื่อเทียบกับความดันรังสีจากดวงอาทิตย์และความดันไดนามิกของลมสุริยะดังนั้นนิยามของความดันจึงยากที่จะตีความ เทอร์โมในช่วงนี้มีการไล่ระดับสีขนาดใหญ่ของความดันอุณหภูมิและองค์ประกอบและแตกต่างกันมากเนื่องจากสภาพอากาศพื้นที่ นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ชอบใช้ความหนาแน่นของจำนวนเพื่ออธิบายสภาพแวดล้อมเหล่านี้ในหน่วยของอนุภาคต่อลูกบาศก์เซนติเมตร

แต่ถึงแม้ว่ามันเป็นไปตามความหมายของพื้นที่รอบนอก, ความหนาแน่นของบรรยากาศภายในครั้งแรกไม่กี่ร้อยกิโลเมตรเหนือเส้นKármánยังคงเพียงพอที่จะผลิตอย่างมีนัยสำคัญลากบนดาวเทียม ดาวเทียมเทียมส่วนใหญ่ทำงานในภูมิภาคนี้เรียกว่าวงโคจรต่ำของโลกและต้องดับเครื่องยนต์ทุกๆสองสามสัปดาห์หรือสองสามครั้งต่อปี (ขึ้นอยู่กับกิจกรรมของแสงอาทิตย์) [38]ลากที่นี่ก็เพียงพอที่ต่ำว่ามันอาจจะในทางทฤษฎีจะเอาชนะโดยความดันรังสีบนเรือพลังงานแสงอาทิตย์ , ระบบขับเคลื่อนเสนอสำหรับการเดินทางนพเคราะห์ [39]ดาวเคราะห์มีขนาดใหญ่เกินกว่าที่วิถีของพวกมันจะได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญจากพลังเหล่านี้แม้ว่าชั้นบรรยากาศของพวกมันจะถูกลมสุริยะกัดเซาะ [ ต้องการอ้างอิง ]

ทั้งหมดของจักรวาลที่เต็มไปด้วยจำนวนมากของโฟตอนที่เรียกว่ารังสีพื้นหลังของจักรวาลและค่อนข้างจะมีเป็นจำนวนมากตามลําดับของนิวตริโน อุณหภูมิปัจจุบันของการแผ่รังสีนี้อยู่ที่ประมาณ 3  K (−270.15  ° C ; −454.27  ° F )

คุณภาพของสูญญากาศจะแสดงโดยปริมาณของสสารที่เหลืออยู่ในระบบดังนั้นเครื่องดูดฝุ่นคุณภาพสูงจึงเป็นเครื่องดูดฝุ่นที่มีสสารเหลืออยู่น้อยมาก สูญญากาศเป็นหลักโดยวัดจากความดันสัมบูรณ์แต่การระบุลักษณะที่สมบูรณ์ต้องใช้พารามิเตอร์เพิ่มเติมเช่นอุณหภูมิและองค์ประกอบทางเคมี พารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งคือเส้นทางว่างเฉลี่ย (MFP) ของก๊าซตกค้างซึ่งระบุระยะทางเฉลี่ยที่โมเลกุลจะเดินทางระหว่างการชนกัน เมื่อความหนาแน่นของก๊าซลดลง MFP จะเพิ่มขึ้นและเมื่อ MFP ยาวกว่าห้องปั๊มยานอวกาศหรือวัตถุอื่น ๆ ที่มีอยู่จะไม่ใช้สมมติฐานความต่อเนื่องของกลศาสตร์ของไหล สถานะสูญญากาศนี้เรียกว่าสุญญากาศสูงและการศึกษาการไหลของของเหลวในระบอบการปกครองนี้เรียกว่าพลศาสตร์ของก๊าซอนุภาค MFP ของอากาศที่ความดันบรรยากาศสั้นมาก 70  นาโนเมตรแต่ที่ 100  mPa (~1 × 10 -3  Torr ) MFP ของอากาศที่อุณหภูมิห้องประมาณ 100 มิลลิเมตรซึ่งเป็นคำสั่งของชีวิตประจำวันของวัตถุเช่นหลอดสูญญากาศ เครื่องวัดเรดิโอมิเตอร์ Crookesจะเปลี่ยนเมื่อ MFP มีขนาดใหญ่กว่าขนาดของใบพัด

คุณภาพของสูญญากาศแบ่งออกเป็นช่วงตามเทคโนโลยีที่จำเป็นเพื่อให้บรรลุหรือวัดได้ ช่วงเหล่านี้ไม่มีคำจำกัดความที่ตกลงกันโดยทั่วไป แต่การแจกแจงทั่วไปจะแสดงในตารางต่อไปนี้ [40] [41]ในขณะที่เราเดินทางเข้าไปในวงโคจรนอกพื้นที่และห้วงอวกาศในท้ายที่สุดความดันแตกต่างกันไปโดยหลายคำสั่งของขนาด

ช่วงความดันของแต่ละคุณภาพของสูญญากาศในหน่วยต่างๆ
คุณภาพสุญญากาศTorrPaบรรยากาศ
ความดันบรรยากาศ7601.013 × 10 51
สูญญากาศต่ำ760 ถึง 251 × 10 5ถึง3 × 10 39.87 × 10 −1ถึง3 × 10 −2
สุญญากาศขนาดกลาง25 ถึง 1 × 10 −33 × 10 3ถึง1 × 10 −13 × 10 −2ถึง9.87 × 10 −7
สูญญากาศสูง1 × 10 −3ถึง1 × 10 −91 × 10 −1ถึง1 × 10 −79.87 × 10 −7ถึง9.87 × 10 −13
สูญญากาศสูงพิเศษ1 × 10 −9ถึง1 × 10 −121 × 10 −7ถึง1 × 10 −109.87 × 10 −13ถึง9.87 × 10 −16
สูญญากาศสูงมาก< 1 × 10 −12< 1 × 10 −10< 9.87 × 10 −16
นอกโลก1 × 10 −6ถึง <1 × 10 −171 × 10 −4ถึง <3 × 10 −159.87 × 10 −10ถึง <2.96 × 10 −20
เครื่องดูดฝุ่นที่สมบูรณ์แบบ000
  • ความดันบรรยากาศแปรผัน แต่ได้มาตรฐานที่ 101.325 kPa (760 Torr)
  • สูญญากาศต่ำที่เรียกว่าฝุ่นหยาบหรือฝุ่นหยาบเป็นสูญญากาศที่สามารถทำได้หรือวัดที่มีอุปกรณ์พื้นฐานเช่นเครื่องดูดฝุ่นและคอลัมน์ของเหลวมิเตอร
  • สูญญากาศขนาดกลางคือสุญญากาศที่สามารถทำได้ด้วยปั๊มตัวเดียว แต่ความดันต่ำเกินไปที่จะวัดด้วยเครื่องวัดความดันของเหลวหรือเครื่องจักรกล สามารถวัดได้ด้วยมาตรวัด McLeod มาตรวัดความร้อนหรือมาตรวัดแบบ capacitive
  • สูญญากาศสูงคือสุญญากาศที่MFPของก๊าซตกค้างยาวกว่าขนาดของห้องหรือของวัตถุที่อยู่ระหว่างการทดสอบ สูญญากาศสูงมักจะต้องมีการปั๊มหลายขั้นตอนและการวัดไอออน บางข้อความแยกความแตกต่างระหว่างสุญญากาศสูงและสุญญากาศสูงมาก
  • สูญญากาศสูงพิเศษต้องอบห้องเพื่อกำจัดก๊าซติดตามและขั้นตอนพิเศษอื่น ๆ มาตรฐานอังกฤษและเยอรมันกำหนดสูญญากาศสูงพิเศษเป็นแรงดันต่ำกว่า 10 −6  Pa (10 −8  Torr) [42] [43]
  • ห้วงอวกาศโดยทั่วไปว่างเปล่ามากกว่าสุญญากาศเทียมใด ๆ อาจเป็นไปตามคำจำกัดความของสุญญากาศสูงข้างต้นหรือไม่ก็ได้ขึ้นอยู่กับว่าพื้นที่ใดของอวกาศและร่างกายทางดาราศาสตร์กำลังพิจารณาอยู่ ตัวอย่างเช่น MFP ของอวกาศระหว่างดาวเคราะห์มีขนาดเล็กกว่าขนาดของระบบสุริยะ แต่ใหญ่กว่าดาวเคราะห์ขนาดเล็กและดวงจันทร์ เป็นผลให้ลมสุริยะแสดงการไหลต่อเนื่องตามขนาดของระบบสุริยะ แต่ต้องถือว่าเป็นการทิ้งระเบิดของอนุภาคที่เกี่ยวกับโลกและดวงจันทร์
  • สุญญากาศที่สมบูรณ์แบบคือสภาวะในอุดมคติที่ไม่มีอนุภาคเลย ไม่สามารถทำได้ในห้องปฏิบัติการแม้ว่าอาจมีปริมาณเล็กน้อยซึ่งในช่วงเวลาสั้น ๆ ที่ไม่มีอนุภาคของสสารอยู่ในนั้น แม้ว่าอนุภาคทั้งหมดของเรื่องที่ถูกถอดออกยังคงจะเป็นโฟตอนและgravitonsเช่นเดียวกับพลังงานมืด , อนุภาคเสมือนและด้านอื่น ๆ ของฝุ่นควอนตัม
  • สุญญากาศแข็งและสุญญากาศอ่อนเป็นคำศัพท์ที่กำหนดด้วยเส้นแบ่งที่กำหนดแตกต่างกันไปตามแหล่งต่างๆเช่น 1 Torr , [44] [45]หรือ 0.1 Torr, [46]ตัวส่วนร่วมที่ว่าสุญญากาศแข็งเป็นสุญญากาศที่สูงกว่า นุ่มกว่า

การวัดแบบสัมพัทธ์กับค่าสัมบูรณ์

สูญญากาศวัดเป็นหน่วยของความดันโดยทั่วไปจะเป็นการลบที่สัมพันธ์กับความดันบรรยากาศโดยรอบบนโลก แต่ปริมาณของสุญญากาศที่วัดได้จะแตกต่างกันไปตามสภาพพื้นที่ บนพื้นผิวของดาวศุกร์ซึ่งความดันบรรยากาศระดับพื้นดินสูงกว่าบนโลกมากจะสามารถอ่านค่าสุญญากาศสัมพัทธ์ได้สูงกว่ามาก บนพื้นผิวของดวงจันทร์ที่แทบจะไม่มีบรรยากาศเลยการสร้างสุญญากาศที่วัดได้นั้นยากมากเมื่อเทียบกับสภาพแวดล้อมในท้องถิ่น

ในทำนองเดียวกันการอ่านค่าสุญญากาศสัมพัทธ์ที่สูงกว่าปกติมากสามารถอยู่ลึกลงไปในมหาสมุทรของโลกได้ เรือดำน้ำการรักษาความดันภายใน 1 บรรยากาศที่จมอยู่ใต้น้ำที่ระดับความลึก 10 บรรยากาศ A (98 เมตร; คอลัมน์ 9.8 เมตรของน้ำทะเลที่มีน้ำหนักเท่ากับ 1 ATM) ที่มีประสิทธิภาพสุญญากาศการรักษาออกมาบดแรงกดดันน้ำภายนอกแม้ 1 atm ภายในเรือดำน้ำโดยปกติจะไม่ถือว่าเป็นสุญญากาศ

ดังนั้นเพื่อให้เข้าใจการอภิปรายเกี่ยวกับการวัดสุญญากาศต่อไปนี้อย่างถูกต้องผู้อ่านจะต้องถือว่าการวัดแบบสัมพัทธ์กำลังดำเนินการบนโลกที่ระดับน้ำทะเลที่ความดันบรรยากาศโดยรอบ 1 ชั้น

การวัดเทียบกับ 1 atm

มาตรวัด McLeod แก้วที่ระบายปรอท

SIหน่วยของความดันเป็นปาสคาล (สัญลักษณ์ป่า) แต่สูญญากาศมักจะเป็นวัดในTorrsชื่อนักฟิสิกส์อิตาลี Torricelli (1608-1647) ทอร์เท่ากับการกระจัดของมิลลิเมตรปรอท ( mmHg ) ในมาโนมิเตอร์ที่มี 1 ทอร์เท่ากับ 133.3223684 ปาสกาลเหนือความดันศูนย์สัมบูรณ์ เครื่องดูดฝุ่นมักจะยังวัดในบรรยากาศขนาดหรือคิดเป็นร้อยละของความดันบรรยากาศในบาร์หรือบรรยากาศ สุญญากาศต่ำมักวัดเป็นมิลลิเมตรปรอท (mmHg) หรือปาสกาล (Pa) ต่ำกว่าความดันบรรยากาศมาตรฐาน "ต่ำกว่าบรรยากาศ" หมายความว่าความดันสัมบูรณ์เท่ากับความดันบรรยากาศปัจจุบัน

กล่าวอีกนัยหนึ่งเกจสูญญากาศต่ำส่วนใหญ่ที่อ่านเช่น 50.79 Torr เกจวัดสุญญากาศราคาไม่แพงจำนวนมากมีข้อผิดพลาดเล็กน้อยและอาจรายงานสุญญากาศเป็น 0 Torr แต่ในทางปฏิบัติโดยทั่วไปแล้วจะต้องใช้ใบพัดหมุนสองขั้นตอนหรือปั๊มสุญญากาศชนิดอื่นขนาดกลางเพื่อให้เกิน (ต่ำกว่า) 1 torr

เครื่องมือวัด

อุปกรณ์จำนวนมากใช้ในการวัดความดันในสูญญากาศขึ้นอยู่กับช่วงของสุญญากาศที่ต้องการ [47]

มาตรวัดไฮโดรสแตติก (เช่นมาโนมิเตอร์คอลัมน์ปรอท) ประกอบด้วยคอลัมน์แนวตั้งของของเหลวในท่อที่ปลายสัมผัสกับแรงกดดันที่แตกต่างกัน คอลัมน์จะขึ้นหรือลงจนกว่าน้ำหนักจะอยู่ในสภาวะสมดุลโดยมีความแตกต่างของความดันระหว่างปลายทั้งสองข้างของท่อ การออกแบบที่เรียบง่ายที่สุดคือท่อรูปตัวยูปลายปิดซึ่งด้านหนึ่งเชื่อมต่อกับพื้นที่ที่สนใจ สามารถใช้ของเหลวใดก็ได้ แต่ควรใช้ปรอทเนื่องจากมีความหนาแน่นสูงและความดันไอต่ำ มาตรวัดไฮโดรสแตติกอย่างง่ายสามารถวัดความกดดันได้ตั้งแต่ 1 ทอร์ (100 Pa) จนถึงเหนือชั้นบรรยากาศ รูปแบบที่สำคัญคือมาตรวัดของ McLeodซึ่งแยกปริมาตรของสุญญากาศที่ทราบและบีบอัดเพื่อคูณการเปลี่ยนแปลงความสูงของคอลัมน์ของเหลว มาตรวัด McLeod สามารถวัดสุญญากาศได้สูงถึง 10 −6  torr (0.1 mPa) ซึ่งเป็นการวัดความดันโดยตรงที่ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ด้วยเทคโนโลยีปัจจุบัน เกจสูญญากาศอื่น ๆ สามารถวัดความดันที่ต่ำกว่าได้ แต่โดยทางอ้อมโดยการวัดคุณสมบัติควบคุมความดันอื่น ๆ เท่านั้น การวัดทางอ้อมเหล่านี้ต้องสอบเทียบผ่านการวัดโดยตรงโดยทั่วไปคือมาตรวัด McLeod [48]

คีโนมิเตอร์เป็นมาตรวัดไฮโดรสแตติกชนิดหนึ่งโดยทั่วไปใช้ในโรงไฟฟ้าที่ใช้กังหันไอน้ำ คีโนมิเตอร์วัดสุญญากาศในพื้นที่ไอน้ำของคอนเดนเซอร์นั่นคือไอเสียของกังหันขั้นสุดท้าย [49]

มาตรวัดเชิงกลหรือยืดหยุ่นขึ้นอยู่กับท่อเบอร์ดอนไดอะแฟรมหรือแคปซูลซึ่งมักทำจากโลหะซึ่งจะเปลี่ยนรูปร่างตามแรงกดของพื้นที่ที่เป็นปัญหา รูปแบบของแนวคิดนี้คือมาโนมิเตอร์ความจุซึ่งไดอะแฟรมประกอบขึ้นเป็นส่วนหนึ่งของตัวเก็บประจุ การเปลี่ยนแปลงความดันนำไปสู่การงอของไดอะแฟรมซึ่งส่งผลให้ความจุเปลี่ยนไป มาตรวัดเหล่านี้มีผลตั้งแต่ 10 3  torr ถึง 10 −4  torr และอื่น ๆ

มาตรวัดการนำความร้อนขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าความสามารถของก๊าซในการนำความร้อนจะลดลงเมื่อมีความดัน ในมาตรวัดประเภทนี้ไส้ลวดจะถูกทำให้ร้อนโดยการไหลผ่านของกระแสไฟฟ้า ทนหรือทนต่ออุณหภูมิเครื่องตรวจจับ (RTD) จากนั้นจะสามารถใช้ในการวัดอุณหภูมิของเส้นใยที่ อุณหภูมินี้ขึ้นอยู่กับอัตราที่เส้นใยสูญเสียความร้อนไปยังก๊าซโดยรอบดังนั้นจึงขึ้นอยู่กับการนำความร้อน ตัวแปรทั่วไปคือมาตรวัด Piraniซึ่งใช้เส้นใยแพลทินัมเส้นเดียวเป็นทั้งองค์ประกอบความร้อนและ RTD มาตรวัดเหล่านี้มีความแม่นยำตั้งแต่ 10 torr ถึง 10 −3  torr แต่มีความไวต่อองค์ประกอบทางเคมีของก๊าซที่วัดได้

มาตรวัดไอออไนเซชันใช้ในสุญญากาศพิเศษ มีสองประเภทคือแคโทดร้อนและแคโทดเย็น ในรุ่นแคโทดร้อนไส้หลอดที่ให้ความร้อนด้วยไฟฟ้าจะสร้างลำแสงอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนเดินทางผ่านมาตรวัดและทำให้โมเลกุลของก๊าซแตกตัวเป็นไอออนรอบตัว ไอออนที่ได้จะถูกรวบรวมไว้ที่ขั้วลบ กระแสขึ้นอยู่กับจำนวนไอออนซึ่งขึ้นอยู่กับความดันในเกจ มาตรวัดแคโทดร้อนมีความแม่นยำตั้งแต่ 10 −3  torr ถึง 10 −10 torr หลักการที่อยู่เบื้องหลังเวอร์ชันแคโทดเย็นจะเหมือนกันยกเว้นว่าอิเล็กตรอนจะถูกผลิตขึ้นจากการปลดปล่อยที่สร้างขึ้นโดยการปล่อยกระแสไฟฟ้าแรงสูง มาตรวัดแคโทดเย็นมีความแม่นยำตั้งแต่ 10 −2  torr ถึง 10 −9  torr การสอบเทียบมาตรวัดไอออไนเซชันมีความอ่อนไหวอย่างมากต่อรูปทรงเรขาคณิตของการก่อสร้างองค์ประกอบทางเคมีของก๊าซที่กำลังวัดการกัดกร่อนและการสะสมของพื้นผิว การสอบเทียบของพวกเขาสามารถยกเลิกได้โดยการเปิดใช้งานที่ความดันบรรยากาศหรือสุญญากาศต่ำ โดยปกติแล้วองค์ประกอบของก๊าซที่สูญญากาศสูงจะไม่สามารถคาดเดาได้ดังนั้นจึงต้องใช้เครื่องวัดมวลสารร่วมกับมาตรวัดไอออไนเซชันเพื่อการวัดที่แม่นยำ [50]

หลอดไฟประกอบด้วยสูญญากาศบางส่วนโดยปกติจะเติม อาร์กอนซึ่งช่วยปกป้อง ไส้หลอด ทังสเตน

เครื่องดูดฝุ่นมีประโยชน์ในกระบวนการและอุปกรณ์ที่หลากหลาย การใช้งานอย่างแพร่หลายครั้งแรกอยู่ในหลอดไส้เพื่อป้องกันไส้หลอดจากการย่อยสลายทางเคมี ความเฉื่อยสารเคมีที่ผลิตโดยสูญญากาศยังเป็นประโยชน์สำหรับการเชื่อมลำแสงอิเล็กตรอน , เชื่อมเย็น , บรรจุภัณฑ์สูญญากาศและสูญญากาศทอด สูญญากาศสูงพิเศษใช้ในการศึกษาพื้นผิวที่สะอาดด้วยอะตอมเนื่องจากมีเพียงสุญญากาศที่ดีมากเท่านั้นที่จะรักษาพื้นผิวที่สะอาดในระดับอะตอมได้เป็นเวลานานพอสมควร (ตามลำดับนาทีต่อวัน) สูญญากาศสูงถึงสูงพิเศษจะขจัดสิ่งกีดขวางของอากาศทำให้ลำแสงอนุภาคสามารถเกาะหรือกำจัดวัสดุได้โดยไม่มีการปนเปื้อน นี่คือหลักการที่อยู่เบื้องหลังสารเคมีสะสมไอ , สะสมไอทางกายภาพและแห้งแกะซึ่งมีความจำเป็นต่อการผลิตของเซมิคอนดักเตอร์และเคลือบแสงและวิทยาศาสตร์พื้นผิว การลดลงของการพาความร้อนให้ฉนวนกันความร้อนของขวดกระติกน้ำร้อน สูญญากาศลึกลดจุดเดือดของของเหลวและส่งเสริมอุณหภูมิต่ำoutgassingซึ่งจะใช้ในการอบแห้งแช่แข็ง , กาวเตรียมการกลั่น , โลหะและขั้นตอนการกวาดล้าง คุณสมบัติทางไฟฟ้าของเครื่องดูดฝุ่นทำให้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนและหลอดสูญญากาศเป็นไปได้รวมทั้งหลอดรังสีแคโทด เครื่องขัดจังหวะสูญญากาศใช้ในสวิตช์ไฟฟ้า กระบวนการอาร์คสูญญากาศมีความสำคัญทางอุตสาหกรรมสำหรับการผลิตเหล็กบางเกรดหรือวัสดุที่มีความบริสุทธิ์สูง การกำจัดของอากาศแรงเสียดทานจะเป็นประโยชน์สำหรับการจัดเก็บพลังงานมู่เล่และultracentrifuges

ปั๊มน้ำตื้นนี้ช่วยลดความดันอากาศภายในห้องปั๊ม ความดันบรรยากาศแผ่ลงไปในบ่อและบังคับให้น้ำไหลเข้าสู่ท่อเพื่อปรับสมดุลความดันที่ลดลง ห้องสูบน้ำเหนือพื้นดินจะมีประสิทธิภาพในระดับความลึกประมาณ 9 เมตรเท่านั้นเนื่องจากน้ำหนักของเสาน้ำทำให้ความดันบรรยากาศสมดุล

เครื่องดูดฝุ่น

เครื่องดูดฝุ่นมักใช้ในการผลิตแรงดูดซึ่งมีการใช้งานที่หลากหลายมากยิ่งขึ้น Newcomen เครื่องยนต์ไอน้ำที่ใช้แทนสูญญากาศของความดันในการผลักดันลูกสูบ ในศตวรรษที่ 19, สูญญากาศถูกนำมาใช้สำหรับการลากบนIsambard อาณาจักรบรูเนล 's ทดลองบรรยากาศรถไฟ สูญญากาศเบรกถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในครั้งเดียวรถไฟในสหราชอาณาจักร แต่ยกเว้นในมรดกทางรถไฟที่พวกเขาได้ถูกแทนที่ด้วยเบรกอากาศ

Manifold Vacuumสามารถใช้เพื่อขับเคลื่อนอุปกรณ์เสริมบนรถยนต์ได้ การประยุกต์ใช้เป็นที่รู้จักกันดีที่สุดคือเซอร์โวสูญญากาศที่ใช้ในการให้ความช่วยเหลือพลังงานสำหรับระบบเบรก แอพพลิเคชั่นที่ล้าสมัย ได้แก่ ที่ปัดน้ำฝนกระจกหน้าแบบสูญญากาศและปั๊มเชื้อเพลิงAutovac เครื่องมือสำหรับเครื่องบินบางชนิด (Attitude Indicator (AI) และ Heading Indicator (HI)) มักใช้พลังงานสุญญากาศเพื่อป้องกันการสูญหายของเครื่องมือทั้งหมด (ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า) เนื่องจากเครื่องบินรุ่นแรกมักไม่มีระบบไฟฟ้าและเนื่องจากมีสองเครื่อง แหล่งที่มาของสูญญากาศที่หาได้ง่ายบนเครื่องบินที่กำลังเคลื่อนที่เครื่องยนต์และช่องระบายอากาศภายนอก การหลอมเหนี่ยวนำสูญญากาศใช้การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าภายในสุญญากาศ

การดูแลรักษาสูญญากาศในส่วนคอนเดนเซอร์เป็นสิ่งสำคัญของการดำเนินงานที่มีประสิทธิภาพของกังหันไอน้ำ เครื่องพ่นไอน้ำแบบไอพ่นหรือปั๊มสุญญากาศวงแหวนเหลวถูกนำมาใช้เพื่อจุดประสงค์นี้ สุญญากาศทั่วไปที่เก็บรักษาไว้ในพื้นที่ไอน้ำคอนเดนเซอร์ที่ไอเสียของกังหัน (เรียกอีกอย่างว่าคอนเดนเซอร์แรงดันย้อนกลับ) อยู่ในช่วง 5 ถึง 15 kPa (สัมบูรณ์) ขึ้นอยู่กับชนิดของคอนเดนเซอร์และสภาพแวดล้อม

Outgassing

การระเหยและการระเหิดออกเป็นสูญญากาศที่เรียกว่าoutgassing วัสดุทั้งหมดไม่ว่าจะเป็นของแข็งหรือของเหลวมีความดันไอเล็กน้อยและการปล่อยก๊าซออกมาจะมีความสำคัญเมื่อความดันสูญญากาศลดลงต่ำกว่าความดันไอนี้ การปล่อยก๊าซออกมีผลเช่นเดียวกับการรั่วไหลและจะ จำกัด สุญญากาศที่ทำได้ ผลิตภัณฑ์ที่ปล่อยออกมาอาจรวมตัวกันบนพื้นผิวที่เย็นกว่าในบริเวณใกล้เคียงซึ่งอาจเป็นปัญหาได้หากบดบังเครื่องมือทางแสงหรือทำปฏิกิริยากับวัสดุอื่น ๆ นี่เป็นเรื่องที่น่ากังวลอย่างยิ่งต่อภารกิจอวกาศซึ่งกล้องโทรทรรศน์หรือเซลล์แสงอาทิตย์ที่ถูกบดบังสามารถทำลายภารกิจที่มีราคาแพงได้

ผลิตภัณฑ์ที่ส่งออกนอกประเทศที่แพร่หลายมากที่สุดในระบบสุญญากาศคือน้ำที่ดูดซึมโดยวัสดุภายในห้อง สามารถลดได้โดยการผึ่งให้แห้งหรืออบห้องและเอาวัสดุดูดซับออก น้ำที่ไหลออกมาสามารถกลั่นตัวเป็นหยดน้ำในน้ำมันของปั๊มใบพัดหมุนและลดความเร็วสุทธิลงอย่างมากหากไม่ได้ใช้แก๊สบัลลาสต์ ระบบสุญญากาศระดับสูงจะต้องสะอาดและปราศจากสารอินทรีย์เพื่อลดการปล่อยก๊าซออกไปให้น้อยที่สุด

ระบบสุญญากาศสูงพิเศษมักจะถูกอบโดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้สุญญากาศเพื่อเพิ่มความดันไอของวัสดุที่สูญเสียไปทั้งหมดชั่วคราวและต้มออก เมื่อวัสดุที่สูญเสียส่วนใหญ่ถูกต้มและคายน้ำออกแล้วระบบอาจถูกทำให้เย็นลงเพื่อลดแรงดันไอและลดปริมาณก๊าซที่ตกค้างในระหว่างการทำงานจริง บางระบบระบายความร้อนจะต่ำกว่าอุณหภูมิห้องโดยไนโตรเจนเหลวที่จะปิด outgassing คงเหลือและพร้อมกันcryopumpระบบ

การสูบน้ำและความดันอากาศโดยรอบ

บ่อน้ำลึกมีห้องปั๊มลงไปในบ่อใกล้กับผิวน้ำหรือในน้ำ "ก้านดูด" ยื่นออกมาจากที่จับลงตรงกลางของท่อที่ลึกลงไปในบ่อเพื่อใช้งานลูกสูบ ที่จับปั๊มทำหน้าที่เป็นตัวถ่วงน้ำหนักของแท่งดูดและน้ำหนักของเสาน้ำที่ตั้งอยู่บนลูกสูบด้านบนจนถึงระดับพื้นดิน

โดยทั่วไปไม่สามารถดึงของเหลวได้ดังนั้นจึงไม่สามารถสร้างสูญญากาศโดยการดูดได้ การดูดสามารถกระจายและเจือจางสูญญากาศได้โดยปล่อยให้ของเหลวที่มีความดันสูงกว่าดันเข้าไปในนั้น แต่ต้องสร้างสูญญากาศก่อนจึงจะเกิดการดูดได้ วิธีที่ง่ายที่สุดในการสร้างสุญญากาศเทียมคือการขยายปริมาตรของภาชนะ ตัวอย่างเช่นกล้ามเนื้อกะบังลมจะขยายช่องอกซึ่งทำให้ปริมาตรของปอดเพิ่มขึ้น การขยายตัวนี้จะช่วยลดความดันและสร้างสุญญากาศบางส่วนซึ่งในไม่ช้าอากาศจะถูกดันเข้ามาด้วยความดันบรรยากาศ

หากต้องการอพยพห้องต่อไปเรื่อย ๆ โดยไม่ต้องมีการขยายตัวที่ไม่สิ้นสุดช่องของสูญญากาศสามารถปิดซ้ำ ๆ หมดและขยายได้อีกครั้ง นี่คือหลักการที่อยู่เบื้องหลังปั๊มแทนที่บวกเช่นปั๊มน้ำแบบแมนนวลเป็นต้น ภายในปั๊มกลไกจะขยายช่องเล็ก ๆ ที่ปิดสนิทเพื่อสร้างสุญญากาศ เนื่องจากความแตกต่างของความดันของเหลวบางส่วนจากห้อง (หรือหลุมในตัวอย่างของเรา) จึงถูกผลักเข้าไปในโพรงเล็ก ๆ ของปั๊ม จากนั้นช่องของปั๊มจะถูกปิดผนึกจากห้องเปิดสู่บรรยากาศและบีบกลับเป็นขนาดนาที

มุมมองที่ลดลงของ ปั๊มเทอร์โบโมเลกุลซึ่งเป็นปั๊มถ่ายเทโมเมนตัมที่ใช้เพื่อให้เกิดสุญญากาศสูง

คำอธิบายข้างต้นเป็นเพียงการแนะนำอย่างง่าย ๆ เกี่ยวกับการปั๊มสุญญากาศและไม่ได้เป็นตัวแทนของปั๊มทุกช่วงที่ใช้งานอยู่ มีการพัฒนารูปแบบของปั๊มแทนที่เชิงบวกหลายรูปแบบและการออกแบบปั๊มอื่น ๆ อีกมากมายอาศัยหลักการที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน ปั๊มถ่ายโอนโมเมนตัมซึ่งมีความคล้ายคลึงกันบางประการกับปั๊มแบบไดนามิกที่ใช้ที่แรงดันสูงกว่าสามารถให้เครื่องดูดฝุ่นที่มีคุณภาพสูงกว่าปั๊มแทนที่เชิงบวก ปั๊มกักเก็บก๊าซในสถานะของแข็งหรือดูดซึมได้โดยมักไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวไม่มีซีลและไม่มีการสั่นสะเทือน ไม่มีปั๊มเหล่านี้เป็นสากล แต่ละประเภทมีข้อ จำกัด ด้านประสิทธิภาพที่สำคัญ พวกเขาร่วมกันทุกคนยากลำบากในการสูบน้ำต่ำก๊าซน้ำหนักโมเลกุลโดยเฉพาะอย่างยิ่งไฮโดรเจน , ฮีเลียมและนีออน

ความดันต่ำสุดที่สามารถบรรลุได้ในระบบยังขึ้นอยู่กับหลาย ๆ อย่างนอกเหนือจากลักษณะของปั๊ม อาจมีการเชื่อมต่อปั๊มหลายตัวเป็นอนุกรมเรียกว่าขั้นตอนเพื่อให้ได้เครื่องดูดฝุ่นที่สูงขึ้น การเลือกซีลรูปทรงห้องวัสดุและขั้นตอนการปั๊มลงจะมีผลกระทบ เรียกรวมกันว่าเหล่านี้เรียกว่าเทคนิคสูญญากาศ และบางครั้งความดันสุดท้ายไม่ได้เป็นลักษณะเฉพาะที่เกี่ยวข้องเท่านั้น ระบบสูบน้ำแตกต่างกันไปในด้านการปนเปื้อนของน้ำมันการสั่นสะเทือนการสูบจ่ายก๊าซบางชนิดพิเศษความเร็วในการปั๊มลงรอบการทำงานไม่ต่อเนื่องความน่าเชื่อถือหรือความทนทานต่ออัตราการรั่วไหลที่สูง

ในระบบสุญญากาศที่มีความสูงเป็นพิเศษจะต้องพิจารณาเส้นทางการรั่วไหลที่ "แปลก" มากและแหล่งที่มาของการไหลออก การดูดซึมน้ำของอลูมิเนียมและแพลเลเดียมกลายเป็นแหล่งที่ไม่สามารถนำออกจากก๊าซได้และแม้แต่การดูดซับโลหะแข็งเช่นสแตนเลสหรือไททาเนียมก็ต้องได้รับการพิจารณา น้ำมันและจาระบีบางส่วนจะเดือดในเครื่องดูดฝุ่นที่รุนแรง อาจต้องพิจารณาความสามารถในการซึมผ่านของผนังห้องโลหะและทิศทางของเกรนของหน้าแปลนโลหะควรขนานกับหน้าแปลน

ความดันต่ำสุดที่ทำได้ในห้องปฏิบัติการในปัจจุบันคือประมาณ 1 × 10 −13ทอร์ส (13 pPa) [51]อย่างไรก็ตามความดันที่ต่ำถึง 5 × 10 −17ทอร์ส (6.7 fPa) ได้รับการวัดทางอ้อมในระบบสุญญากาศอุณหภูมิ 4 K (−269.15 ° C; −452.47 ° F) [4]นี้สอดคล้องกับ≈100อนุภาค / ซม. 3

ภาพวาดนี้ การทดลองนกในปั๊มลมโดย โจเซฟไรท์แห่งดาร์บี้ปี 1768 แสดงให้เห็นถึงการทดลองของ โรเบิร์ตบอยล์ในปี 1660

มนุษย์และสัตว์ที่สัมผัสกับสุญญากาศจะหมดสติภายในไม่กี่วินาทีและเสียชีวิตด้วยภาวะขาดออกซิเจนภายในไม่กี่นาที แต่อาการไม่ได้เป็นภาพที่แสดงให้เห็นทั่วไปในสื่อและวัฒนธรรมยอดนิยม การลดความดันจะช่วยลดอุณหภูมิที่เลือดและของเหลวอื่น ๆ ในร่างกายเดือด แต่ความดันยืดหยุ่นของหลอดเลือดช่วยให้มั่นใจได้ว่าจุดเดือดนี้ยังคงสูงกว่าอุณหภูมิภายในร่างกายที่37 ° C [52]แม้ว่าเลือดจะไม่เดือด แต่การก่อตัวของฟองแก๊สในของเหลวในร่างกายที่ความกดดันลดลงหรือที่เรียกว่าebullismก็ยังคงเป็นเรื่องที่น่ากังวล ก๊าซอาจขยายตัวเป็นสองเท่าของขนาดปกติและไหลเวียนช้า แต่เนื้อเยื่อยืดหยุ่นและมีรูพรุนเพียงพอที่จะป้องกันการแตกได้ [53]บวมและ ebullism สามารถยับยั้งโดยบรรจุในชุดนักบิน นักบินอวกาศรับส่งสวมชุดยางยืดที่เรียกว่า Crew Altitude Protection Suit (CAPS) ซึ่งป้องกันการกระเพื่อมที่ความกดดันต่ำถึง 2 kPa (15 Torr) [54]การต้มอย่างรวดเร็วจะทำให้ผิวหนังเย็นลงและทำให้เกิดน้ำค้างแข็งโดยเฉพาะในปาก แต่นี่ไม่ใช่อันตรายที่สำคัญ

การทดลองในสัตว์แสดงให้เห็นว่าการฟื้นตัวอย่างรวดเร็วและสมบูรณ์เป็นเรื่องปกติสำหรับการรับแสงที่สั้นกว่า 90 วินาทีในขณะที่การเปิดรับแสงแบบเต็มตัวเป็นเวลานานจะเป็นอันตรายถึงชีวิตและการช่วยชีวิตไม่เคยประสบความสำเร็จ [55]การศึกษาโดย NASA เกี่ยวกับลิงชิมแปนซีแปดตัวพบว่าพวกมันทั้งหมดรอดชีวิตจากการเปิดรับแสงในสุญญากาศ 2 นาทีครึ่ง [56]มีข้อมูลจากอุบัติเหตุของมนุษย์เพียงจำนวน จำกัด แต่ก็สอดคล้องกับข้อมูลสัตว์ แขนขาอาจได้รับการเปิดเผยเป็นเวลานานกว่ามากหากการหายใจไม่บกพร่อง [57] โรเบิร์ตบอยล์เป็นคนแรกที่แสดงให้เห็นในปี ค.ศ. 1660 ว่าสุญญากาศเป็นอันตรายต่อสัตว์ขนาดเล็ก

การทดลองระบุว่าพืชสามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมที่มีความกดอากาศต่ำ (1.5 kPa) เป็นเวลาประมาณ 30 นาที [58] [59]

บรรยากาศที่เย็นหรือที่อุดมด้วยออกซิเจนสามารถดำรงชีวิตได้ในสภาวะกดดันที่ต่ำกว่าบรรยากาศมากตราบใดที่ความหนาแน่นของออกซิเจนใกล้เคียงกับบรรยากาศระดับน้ำทะเลมาตรฐาน อุณหภูมิของอากาศที่เย็นกว่าที่พบที่ระดับความสูงสูงสุด 3 กม. โดยทั่วไปจะชดเชยความกดดันที่ต่ำกว่าที่นั่น [57]เหนือระดับความสูงนี้การเพิ่มออกซิเจนเป็นสิ่งที่จำเป็นเพื่อป้องกันการเจ็บป่วยจากความสูงในมนุษย์ที่ไม่ได้รับการปรับสภาพให้ชินกับสภาพอากาศมาก่อนและจำเป็นต้องใช้ชุดอวกาศเพื่อป้องกันการลดลงที่สูงกว่า 19 กม. [57]ชุดอวกาศส่วนใหญ่ใช้ออกซิเจนบริสุทธิ์เพียง 20 kPa (150 Torr) ความดันนี้สูงพอที่จะป้องกันการเกิด ebullism ได้ แต่การบีบอัดและการอุดตันของก๊าซยังสามารถเกิดขึ้นได้หากไม่ได้รับการจัดการอัตราการบีบอัด

การบีบอัดอย่างรวดเร็วอาจเป็นอันตรายมากกว่าการสัมผัสด้วยสุญญากาศ แม้ว่าเหยื่อไม่กลั้นลมหายใจของเขาหรือเธอระบายผ่านหลอดลมอาจจะช้าเกินไปที่จะป้องกันไม่ให้เกิดการแตกร้ายแรงของความละเอียดอ่อนถุงลมของปอด [57] แก้วหูและรูจมูกอาจแตกจากการบีบอัดอย่างรวดเร็วเนื้อเยื่ออ่อนอาจช้ำและซึมเลือดและความเครียดจากการช็อกจะเร่งการใช้ออกซิเจนซึ่งนำไปสู่ภาวะขาดออกซิเจน [60]การบาดเจ็บที่เกิดจากการบีบอัดอย่างรวดเร็วจะเรียกว่าbarotrauma ความดันลดลง 13 kPa (100 Torr) ซึ่งไม่ก่อให้เกิดอาการใด ๆ หากเป็นแบบค่อยเป็นค่อยไปอาจถึงแก่ชีวิตได้หากเกิดขึ้นอย่างกะทันหัน [57]

จุลินทรีย์ชนิดเอ็กซ์ตรีม บางชนิดเช่นทาร์ดิกราดสามารถอยู่รอดในสภาวะสูญญากาศได้เป็นเวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์ [61]

ความดัน (Pa หรือ kPa)ความดัน (Torr, atm)หมายถึงเส้นทางฟรีโมเลกุลต่อซม. 3
บรรยากาศมาตรฐานสำหรับการเปรียบเทียบ101.325 กิโลปาสคาล760 torrs (1.00 atm)66 นาโนเมตร2.5 × 10 19 [62]
พายุเฮอริเคนรุนแรง ประมาณ 87 ถึง 95 kPa650 ถึง 710
เครื่องดูดฝุ่น ประมาณ 80 kPa60070 นาโนเมตร10 19
ไอเสียกังหันไอน้ำ ( Condenser backpressure )9 กิโลปาสคาล
ปั๊มสูญญากาศแหวนเหลว ประมาณ 3.2 kPa24 torrs (0.032 atm)1.75 ไมครอน10 18
บรรยากาศของดาวอังคาร 1.155 kPa ถึง 0.03 kPa (เฉลี่ย 0.6 kPa)8.66 ถึง 0.23 torrs (0.01139 ถึง 0.00030 atm)
แช่แข็งอบแห้ง 100 ถึง 101 ถึง 0.1100 μmถึง 1 mm10 16ถึง 10 15
หลอดไฟไส้ 10 ต่อ 10.1 ถึง 0.01 torrs (0.000132 ถึง 1.3 × 10 −5  atm)1 มม. ถึง 1 ซม10 15ถึง 10 14
กระติกน้ำร้อน 1 ถึง 0.01 [1]1 × 10 −2ถึง 1 × 10 −4 torrs (1.316 × 10 −5ถึง 1.3 × 10 −7  atm)1 ซม. ถึง 1 ม10 14ถึง 10 12
เทอร์โมสเฟียร์ของโลก 1 Pa ถึง 1 × 10 −710 −2ถึง 10 −91 ซม. ถึง 100 กม10 14ถึง 10 7
หลอดสูญญากาศ 1 × 10 −5ถึง1 × 10 −810 −7ถึง 10 −101 ถึง 1,000 กม10 9ถึง 10 6
ห้องMBE แบบCryopumped1 × 10 −7ถึง1 × 10 −910 −9ถึง 10 −11100 ถึง 10,000 กม10 7ถึง 10 5
แรงกดดันต่อดวงจันทร์ ประมาณ 1 × 10 −910 นาที1110,000 กม4 × 10 5 [63]
อวกาศระหว่างดาวเคราะห์   11 [1]
อวกาศระหว่างดวงดาว   1 [64]
อวกาศ  10 −6 [1]

  • การสลายตัวของสูญญากาศ ( การผลิตคู่ )
  • สูญญากาศของเครื่องยนต์
  • สูญญากาศเท็จ
  • ฮีเลียมแมสสเปกโตรมิเตอร์ - เครื่องมือทางเทคนิคเพื่อตรวจจับการรั่วไหลของสุญญากาศ
  • การเข้าร่วมวัสดุ
  • ท่อลม - ระบบขนส่งโดยใช้สุญญากาศหรือแรงดันในการเคลื่อนย้ายภาชนะบรรจุในท่อ
  • Rarefaction - การลดความหนาแน่นของตัวกลาง
  • การดูด - การสร้างสูญญากาศบางส่วน
  • มุมสูญญากาศ
  • การประสานสูญญากาศ - กระบวนการตามธรรมชาติในการทำให้ "ฝุ่น" ที่เป็นเนื้อเดียวกันแข็งตัวในสุญญากาศ
  • คอลัมน์สูญญากาศ - การควบคุมเทปแม่เหล็กที่หลวมในไดรฟ์เทปบันทึกข้อมูลคอมพิวเตอร์ยุคแรก
  • การสะสมสูญญากาศ - กระบวนการสะสมอะตอมและโมเลกุลในสภาพแวดล้อมความดันบรรยากาศย่อย
  • วิศวกรรมสูญญากาศ
  • หน้าแปลนสูญญากาศ - การเชื่อมต่อระบบสุญญากาศ

  1. ^ a b c d Chambers, Austin (2004) โมเดิร์นเครื่องดูดฝุ่นฟิสิกส์ โบกาเรตัน: CRC Press ISBN 978-0-8493-2438-3. OCLC  55000526[ ต้องการหน้า ]
  2. ^ แฮร์ริส, ไนเจลเอส. (1989). ปฏิบัติเครื่องดูดฝุ่นที่ทันสมัย McGraw-Hill น. 3. ISBN 978-0-07-707099-1.
  3. ^ แคมป์เบลล์, เจฟฟ์ (2548). ทำความสะอาดความเร็ว น. 97. ISBN 978-1-59486-274-8.โปรดทราบว่า 1 นิ้วน้ำ≈0.0025 ตู้เอทีเอ็ม
  4. ^ ก ข กาเบรียลส์ช.; เฟ, X.; Orozco, L.; Tjoelker, R.; ฮาสเจ; คาลินอฟสกี้, เอช; เทรนเนอร์ท.; เคลส์, W. (1990). "การปรับปรุงพันในมวลโปรตอนวัด" (PDF) ทางกายภาพจดหมายรีวิว 65 (11): 1317–1320 รหัสไปรษณีย์ : 1990PhRvL..65.1317G . ดอย : 10.1103 / PhysRevLett.65.1317 . PMID  10042233
  5. ^ ก ข ทาโดโคโระม. (2511). "การศึกษากลุ่มท้องถิ่นโดยใช้ทฤษฎีเสมือนจริง". สิ่งพิมพ์ของสมาคมดาราศาสตร์แห่งประเทศญี่ปุ่น 20 : 230. Bibcode : 1968PASJ ... 20..230T . แหล่งนี้ประมาณการความหนาแน่นของ 7 × 10 -29  กรัม / ซม. 3สำหรับกลุ่มท้องถิ่น หน่วยมวลอะตอมคือ1.66 × 10 −24  กรัมสำหรับประมาณ 40 อะตอมต่อลูกบาศก์เมตร
  6. ^ How to Make an Experimental Geissler Tube , Popular Scienceประจำเดือน, กุมภาพันธ์ 1919, หน้าไม่เรียงเลข Bonnier Corporation
  7. ^ "คำใดในภาษาอังกฤษที่มีคำว่า u สองตัวติดกัน" . ฟอร์ดพจนานุกรมออนไลน์ สืบค้นเมื่อ2011-10-23 .
  8. ^ ก ข Genz, Henning (1994). Nothingness, the Science of Empty Space (แปลจากภาษาเยอรมันโดย Karin Heusch ed.) New York: Perseus Book Publishing (ตีพิมพ์ 2542) ISBN 978-0-7382-0610-3. OCLC  48836264
  9. ^ Zahoor, อัก (2000). ประวัติความเป็นมาของชาวมุสลิม: 570-1950 CE Gaithersburg, Maryland: AZP (ZMD Corporation) ISBN 978-0-9702389-0-0.[ แหล่งที่เผยแพร่ด้วยตนเอง ]
  10. ^ ภาษาอาหรับและอิสลามปรัชญาธรรมชาติและวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ , Stanford สารานุกรมปรัชญา
  11. ^ El-Bizri, Nader (2007). "In Defense of the Sovereignty of Philosophy: Al-Baghdadi's Critique of Ibn al-Haytham's Geometrisation of Place". วิทยาศาสตร์และปรัชญาอาหรับ . 17 : 57–80. ดอย : 10.1017 / S0957423907000367 .
  12. ^ ดัลลัลอาหมัด (2544-2545). “ การสอดแทรกของวิทยาศาสตร์และเทววิทยาในกาลามศตวรรษที่สิบสี่” . จากยุคสมัยใหม่ในโลกอิสลามสัมมนาซอว์เยอร์ที่มหาวิทยาลัยชิคาโก สืบค้นจากต้นฉบับเมื่อ 2012-02-10 . สืบค้นเมื่อ2008-02-02 .
  13. ^ โดนัลด์เลดจ์ฮิลล์ "วิศวกรรมเครื่องกลในยุคใกล้ East"วิทยาศาสตร์อเมริกันพฤษภาคม 1991 ได้ pp. 64-69 ( cf เลย โดนัลด์เลดจ์ฮิลล์ ,วิศวกรรมเครื่องกล ที่จัดเก็บ 2007/12/25 ที่เครื่อง Wayback )
  14. ^ ฮัสซันอะหมัดย . "ที่มาของปั๊มดูด: Al-Jazari 1206 AD" . สืบค้นจากต้นฉบับเมื่อ 2008-02-26 . สืบค้นเมื่อ2008-07-16 .
  15. ^ โดนัลด์เลดจ์ฮิลล์ (1996),ประวัติความเป็นมาของวิศวกรรมคลาสสิกและ Medieval Times ,เลดจ์ , PP. 143, 150-152
  16. ^ สาลี่, JD (2002). หนังสือไม่มีอะไร: Vacuums, ช่องว่างและไอเดียล่าสุดเกี่ยวกับต้นกำเนิดของจักรวาล ซีรี่ส์วินเทจ วินเทจ. หน้า 71–72, 77. ISBN 978-0-375-72609-5. LCCN  00058894
  17. ^ แกรนท์เอ็ดเวิร์ด (2524) ความกังวลใจมากเกี่ยวกับอะไร: ทฤษฎีของพื้นที่และสูญญากาศจากยุคกลางการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ISBN 978-0-521-22983-8.
  18. ^ ก ข สาลี่จอห์นดี. (2000). หนังสือแห่งความว่างเปล่า: สุญญากาศช่องว่างและแนวคิดล่าสุดเกี่ยวกับต้นกำเนิดของจักรวาล (ฉบับที่ 1 ของอเมริกา) นิวยอร์ก: หนังสือแพนธีออน. ISBN 978-0-09-928845-9. OCLC  46600561
  19. ^ "บารอมิเตอร์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก" . สืบค้นจากต้นฉบับเมื่อ 2008-04-17 . สืบค้นเมื่อ2008-04-30 .
  20. ^ สารานุกรมบริแทนนิกา : Otto von Guericke
  21. ^ โรเบิร์ตแพตเตอร์สันโฮการ์ ธ ,บทความในประวัติศาสตร์และศิลปะ 10 , 1862
  22. ^ พิกเคอริง, WH (2455). "ระบบพลังงานแสงอาทิตย์, การเคลื่อนไหวของค่อนข้างที่จะดูดซับกลางดวงดาว" เดือนสังเกตของสมาคมดาราศาสตร์ 72 (9) : 740. Bibcode : 1912MNRAS..72..740P . ดอย : 10.1093 / mnras / 72.9.740 .
  23. ^ ก ข Werner S. Weiglhofer (2003). "§ 4.1 สูญญากาศคลาสสิกเป็นสื่อกลางในการอ้างอิง" ใน Werner S. Weiglhofer; Akhlesh Lakhtakia (eds.) รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับสื่อที่ซับซ้อนสำหรับเลนส์และ electromagnetics SPIE กด หน้า 28, 34. ISBN 978-0-8194-4947-4.
  24. ^ ทอมจีแม็คเคย์ (2008) "สนามแม่เหล็กไฟฟ้าในเชิงเส้น Bianisotropic สื่อ" ใน Emil Wolf (ed.) ความคืบหน้าในเลนส์ 51 . เอลส์เวียร์. น. 143. ISBN 978-0-444-52038-8.
  25. ^ กิลเบิร์ตกรินเบิร์ก; Alain Aspect; Claude Fabre (2010). รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับควอนตัมเลนส์: จากวิธีกึ่งคลาสสิกที่จะ quantized แสง สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ น. 341. ISBN 978-0-521-55112-0. ... เกี่ยวข้องกับสุญญากาศควอนตัมซึ่งตรงกันข้ามกับสุญญากาศแบบคลาสสิกรังสีมีคุณสมบัติโดยเฉพาะอย่างยิ่งความผันผวนซึ่งสามารถเชื่อมโยงผลกระทบทางกายภาพได้
  26. ^ สำหรับคำอธิบายเชิงคุณภาพของความผันผวนของสุญญากาศและอนุภาคเสมือนโปรดดู Leonard Susskind (2549). ภูมิทัศน์ของจักรวาล: ทฤษฎีสตริงและภาพลวงตาของการออกแบบที่ชาญฉลาด ลิตเติ้ลบราวน์และ บริษัท หน้า 60 ff . ISBN 978-0-316-01333-8.
  27. ^ ความสามารถในการซึมผ่านสัมพัทธ์และการอนุญาตของสุญญากาศภาคสนามอธิบายไว้ใน เคิร์ตก็อตฟรีด; วิกเตอร์เฟรเดอริคไวส์คอฟ (1986) แนวคิดของฟิสิกส์อนุภาค . 2 . สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด น. 389. ISBN 978-0-19-503393-9. และอีกไม่นานใน จอห์นเอฟ Donoghue; ยูจีนโกโลวิช; แบร์รี่อาร์โฮลชไตน์ (1994) การเปลี่ยนแปลงของรูปแบบมาตรฐาน สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ น. 47. ISBN 978-0-521-47652-2. และนอกจากนี้ยังมี ร. คี ธ เอลลิส; ดับเบิลยูเจสเตอร์ลิง; BR Webber (2003). QCD และฟิสิกส์ สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ หน้า 27–29 ISBN 978-0-521-54589-1. เมื่อกลับไปที่สุญญากาศของทฤษฎีสนามสัมพัทธภาพเราพบว่ามีทั้งการมีส่วนร่วมของพาราแมกเนติกและไดอะแมกเนติก QCD สูญญากาศเป็นparamagneticขณะQED สูญญากาศเป็นแม่เหล็ก ดู คาร์ลอสเอ. เบอร์ตูลานี (2550). ฟิสิกส์นิวเคลียร์สั้น สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน น. 26. Bibcode : 2007npn..book ..... ข . ISBN 978-0-691-12505-3.
  28. ^ "ความเร็วแสงในสุญญากาศค, ค0 " . อ้างอิง NIST ในค่าคงที่หน่วยและความไม่แน่นอน: คงที่ทางกายภาพพื้นฐาน NIST . สืบค้นเมื่อ2011-11-28 .
  29. ^ Chattopadhyay, D. & Rakshit, PC (2004). องค์ประกอบของฟิสิกส์ 1 . นิวเอจอินเตอร์เนชั่นแนล. น. 577. ISBN 978-81-224-1538-4.
  30. ^ "คงตั้งระบบไฟฟ้า, ε 0 " อ้างอิง NIST ในค่าคงที่หน่วยและความไม่แน่นอน: คงที่ทางกายภาพพื้นฐาน NIST . สืบค้นเมื่อ2011-11-28 .
  31. ^ "คงแม่เหล็ก, μ 0 " อ้างอิง NIST ในค่าคงที่หน่วยและความไม่แน่นอน: คงที่ทางกายภาพพื้นฐาน NIST . สืบค้นเมื่อ2011-11-28 .
  32. ^ "ความต้านทานลักษณะของเครื่องดูดฝุ่น, Z 0 " อ้างอิง NIST ในค่าคงที่หน่วยและความไม่แน่นอน: คงที่ทางกายภาพพื้นฐาน สืบค้นเมื่อ2011-11-28 .
  33. ^ Mackay, Tom G & Lakhtakia, Akhlesh (2008) "§ 3.1.1 พื้นที่ว่าง" . ใน Emil Wolf (ed.) ความคืบหน้าในเลนส์ 51 . เอลส์เวียร์. น. 143. ISBN 978-0-444-53211-4.
  34. ^ ตัวอย่างเช่นดู Craig, DP & Thirunamachandran, T. (1998). Electrodynamics ควอนตัมโมเลกุล (Reprint of Academic Press 1984 ed.) สิ่งพิมพ์ Courier Dover น. 40. ISBN 978-0-486-40214-7.
  35. ^ ที่จริง แล้วการอนุญาตเป็นฉนวนของสุญญากาศของแม่เหล็กไฟฟ้าแบบคลาสสิกจะเปลี่ยนไป ตัวอย่างเช่นดู Zeidler, Eberhard (2011). "§ 19.1.9 โพลาไรเซชันสูญญากาศในกระแสไฟฟ้าควอนตัม" . ควอนตัมทฤษฎีสนาม III: ทฤษฎี Gauge: สะพานระหว่างนักคณิตศาสตร์และนักฟิสิกส์ สปริงเกอร์. น. 952. ISBN 978-3-642-22420-1.
  36. ^ Altarelli, Guido (2008). "บทที่ 2: ทฤษฎีเกจและแบบจำลองมาตรฐาน" . อนุภาคมูลฐาน: เล่ม 21 / A ของ Landolt-Bornstein ชุด สปริงเกอร์. หน้า 2–3. ISBN 978-3-540-74202-9. สถานะพื้นฐานของพลังงานขั้นต่ำสุญญากาศนั้นไม่ซ้ำกันและมีสถานะเสื่อมโทรมที่ต่อเนื่องกันโดยเคารพสมมาตร ...
  37. ^ Squire, Tom (27 กันยายน 2543) "บรรยากาศมาตรฐานสหรัฐ พ.ศ. 2519" . ความร้อนระบบป้องกันผู้เชี่ยวชาญและสมบัติของวัสดุฐานข้อมูล ที่เก็บถาวรจากเดิมเมื่อวันที่ 15 ตุลาคม 2011 สืบค้นเมื่อ2011-10-23 .
  38. ^ "แค็ตตาล็อกของการโคจรของดาวเทียมโลก" . earthobservatory.nasa.gov . 2552-09-04 . สืบค้นเมื่อ2019-01-28 .
  39. ^ แอนดรูส์ดาน่าจี; Zubrin, Robert M. (1990). "แม่เหล็ก Sails และดวงดาวท่องเที่ยว" (PDF) วารสารสมาคมการเงินระหว่างประเทศของอังกฤษ . 43 : 265–272 ดอย : 10.2514 / 3.26230 . S2CID  55324095 ที่เก็บไว้จากเดิม (PDF)บน 2019/03/02 สืบค้นเมื่อ2019-07-21 .
  40. ^ American Vacuum Society. "อภิธานศัพท์" . AVS คู่มืออ้างอิง สืบค้นจากต้นฉบับเมื่อ 2006-03-04 . สืบค้นเมื่อ 2006-03-15 .
  41. ^ แห่งชาติตรวจร่างกาย, สหราชอาณาจักร "สิ่งที่ทำ 'สูญญากาศสูง' และ 'สูญญากาศต่ำ' หมายถึง? (คำถามที่พบบ่อย - ความดัน)" สืบค้นเมื่อ2012-04-22 .
  42. ^ BS 2951: อภิธานศัพท์ที่ใช้ในเทคโนโลยีสุญญากาศ ส่วนที่ I. เงื่อนไขการสมัครทั่วไป สถาบันมาตรฐานอังกฤษลอนดอน 2512
  43. ^ DIN 28400: Vakuumtechnik Bennenungen und Definitionen, 1972
  44. ^ "การวัดสุญญากาศ" . กองวัดความดัน . Setra Systems, Inc. 1998. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2011-01-01
  45. ^ "ดูปั๊มสุญญากาศ 14-9" . eMedicine เนลลีสถาบัน สืบค้นเมื่อ2010-04-08 .
  46. ^ "1500 Torr ไดอะแฟรมส่งสัญญาณ" (PDF) เครื่องส่งเครื่องดูดฝุ่นสำหรับไดอะแฟรมและ Pirani เซนเซอร์ 24 VDC พลังงาน บริษัท วิจัยสุญญากาศ พ.ศ. 2546-07-26. สืบค้นจากต้นฉบับ (PDF)เมื่อ 2011-07-17 . สืบค้นเมื่อ2010-04-08 .
  47. ^ จอห์นเอช, มัวร์; คริสโตเฟอร์เดวิส; Michael A.Coplan และ Sandra Greer (2002) เครื่องมือวิทยาศาสตร์ทางด้านอาคาร โบลเดอร์โคโลราโด: Westview Press ISBN 978-0-8133-4007-4. OCLC  50287675[ ต้องการหน้า ]
  48. ^ เบ็ควิ ธ โธมัสจี; Roy D. Marangoni และ John H.Lienhard V (1993) "การวัดความกดดันต่ำ". การวัดทางกล (ฉบับที่ห้า) Reading, Massachusetts: Addison-Wesley หน้า 591–595 ISBN 978-0-201-56947-6.
  49. ^ "Kenotometer Vacuum Gauge" . มูลนิธิประวัติศาสตร์ Edmonton Power 22 พฤศจิกายน 2556 . สืบค้นเมื่อ3 กุมภาพันธ์ 2557 .
  50. ^ Robert M. Besançon, ed. (2533). “ เทคนิคสุญญากาศ”. สารานุกรมฟิสิกส์ (ฉบับที่ 3) Van Nostrand Reinhold นิวยอร์ก หน้า 1278–1284 ISBN 978-0-442-00522-1.
  51. ^ อิชิมารุ, H (1989). "แรงดันสูงสุดของการสั่งซื้อ 10 −13 torr ในห้องสุญญากาศอลูมิเนียมอัลลอยด์" วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสุญญากาศ . 7 (3 – II): 2439–2442 รหัสไปรษณีย์ : 1989JVSTA ... 7.2439I . ดอย : 10.1116 / 1.575916 .
  52. ^ Landis, Geoffrey (7 สิงหาคม 2550). "การสัมผัสกับสุญญากาศของมนุษย์" . geoffreylandis.com. ที่เก็บถาวรจากเดิมเมื่อวันที่ 21 กรกฎาคม 2009 สืบค้นเมื่อ 2006-03-25 .
  53. ^ Billings, Charles E. (1973). "บทที่ 1) ความดันบรรยากาศ". ในปาร์กเกอร์เจมส์เอฟ; ตะวันตก, Vita R. (eds.). Bioastronautics Data Book (Second ed.). นาซ่า. น. 5. HDL : 2060/19730006364 นาซ่า SP-3006
  54. ^ เวบบ์พี (2511). "ชุดกิจกรรมอวกาศ: ชุดรัดรูปยืดหยุ่นสำหรับกิจกรรมนอกยานพาหนะ" เวชศาสตร์การบินและอวกาศ . 39 (4): 376–383 PMID  4872696
  55. ^ คุก JP; Bancroft, RW (1966). "การตอบสนองของหัวใจและหลอดเลือดบางอย่างในสุนัขที่ถูกดมยาสลบในระหว่างการบีบอัดซ้ำ ๆ จนใกล้สูญญากาศ" เวชศาสตร์การบินและอวกาศ . 37 (11): 1148–1152 PMID  5972265
  56. ^ https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19650027167.pdf
  57. ^ a b c d e ฮาร์ดิง, Richard M. (1989). การอยู่รอดในพื้นที่: ปัญหาการแพทย์ประจำ Spaceflight ลอนดอน: Routledge ISBN 978-0-415-00253-0. OCLC  18744945.
  58. ^ วีลเลอร์ RM; Wehkamp, ​​แคลิฟอร์เนีย; Stasiak, แมสซาชูเซตส์; ดิกสันแมสซาชูเซตส์; Rygalov, VY (2011). "พืชอยู่รอดจากการบีบอัดอย่างรวดเร็ว: ผลกระทบของการช่วยชีวิตทางชีวภาพ" ความก้าวหน้าในการวิจัยอวกาศ 47 (9): 1600–1607 รหัสไปรษณีย์ : 2011AdSpR..47.1600W . ดอย : 10.1016 / j.asr.2010.12.017 . hdl : 2060/20130009997 .
  59. ^ Ferl, RJ; Schuerger, เอซี; พอลอัล; เกอร์ลีย์, WB; คอเรย์, K; บัคลิน, R (2002). "การปรับตัวของพืชต่อความกดดันในชั้นบรรยากาศต่ำ: การตอบสนองของโมเลกุลที่อาจเกิดขึ้น". ช่วยชีวิตและชีววิทยาศาสตร์ 8 (2): 93–101. PMID  11987308
  60. ^ Czarnik, Tamarack R. (1999). "EBULLISM AT 1 ล้านฟุต: รอดตายอย่างรวดเร็ว / ระเบิด Decompression" ตรวจสอบไม่ถูกเผยแพร่โดยแลนดิสเจฟฟรีย์ geoffreylandis.
  61. ^ Jönsson, K. Ingemar; Rabbow, Elke; ชิลล์ราล์ฟโอ; Harms-Ringdahl, Mats & Rettberg, Petra (9 กันยายน 2551) "Tardigrades รอดจากการสัมผัสกับอวกาศในวงโคจรระดับต่ำของโลก" ชีววิทยาปัจจุบัน . 18 (17): R729 – R731 ดอย : 10.1016 / j.cub.2008.06.048 . PMID  18786368 S2CID  8566993
  62. ^ คำนวณโดยใช้เครื่องคิดเลข "คุณสมบัติบรรยากาศมาตรฐานปี 1976" สืบค้นเมื่อ 2012-01-28
  63. ^ Öpik, EJ (2505). “ บรรยากาศจันทรคติ”. วิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์และอวกาศ . 9 (5): 211–244. Bibcode : 1962P & SS .... 9..211O . ดอย : 10.1016 / 0032-0633 (62) 90149-6 .
  64. ^ กลุ่มพลาสมาอวกาศทดลองของมหาวิทยาลัยนิวแฮมป์เชียร์ "สื่อระหว่างดวงดาวคืออะไร" . ดวงดาวขนาดกลาง, กวดวิชาออนไลน์ สืบค้นจากต้นฉบับเมื่อ 2006-02-17 . สืบค้นเมื่อ 2006-03-15 .
  • เฮนนิงเกนซ์ (2544). จิตใจ: วิทยาศาสตร์ของพื้นที่ว่างเปล่า ดาคาโปกด. ISBN 978-0-7382-0610-3.
  • Luciano Boi (2011). ควอนตัมสูญญากาศ: วิทยาศาสตร์และปรัชญาแนวคิดจากไฟฟ้ากระแสทฤษฎี String และเรขาคณิตของกล้องจุลทรรศน์โลก สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยจอห์นฮอปกินส์ ISBN 978-1-4214-0247-5.

  • Leybold - พื้นฐานของเทคโนโลยีสุญญากาศ (PDF)
  • วิดีโอเกี่ยวกับธรรมชาติของสุญญากาศโดย Doctor P
  • รากฐานของเทคโนโลยีการเคลือบสูญญากาศ
  • American Vacuum Society
  • วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสุญญากาศก
  • วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสุญญากาศข
  • คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการระเบิดบีบอัดและการสัมผัสสูญญากาศ
  • คำอธิบายของผลกระทบต่อมนุษย์จากการสัมผัสกับฝุ่นยาก
  • โรเบิร์ตส์มาร์คดี. (2000). “ พลังงานสุญญากาศ”. ฟิสิกส์พลังงานสูง - ทฤษฎี : hep – th / 0012062 arXiv : HEP-TH / 0012062 รหัสไปรษณีย์ : 2000hep.th ... 12062R .
  • สูญญากาศการผลิตพื้นที่
  • "Ado About Nothing" โดยศาสตราจารย์ John D. Barrow, Gresham College
  • สำเนา PDF ฟรีของThe Structured Vacuum - คิดถึงอะไรโดยJohann Rafelskiและ Berndt Muller (1985) ISBN  3-87144-889-3
TOP