Вакуумные технологии

Вамкуум (от лат. vacuum — пустота) — среда, содержащая газ при давлениях значительно ниже атмосферного. Вакуум характеризуется соотношением между длиной свободного пробега молекул газа л и характерным размером процесса d. Под d может приниматься расстояние между стенками вакуумной камеры, диаметр вакуумного трубопровода и т.д. В зависимости от величины соотношения л/d различают низкий (л/d<<1), средний (л/d~1) и высокий (л/d>>1) вакуум.

Следует различать понятия физического вакуума и технического вакуума. Под физическим вакуумом в современной физике понимают полностью лишённое вещества пространство. Даже если бы удалось получить это состояние на практике, он не был бы абсолютной пустотой. Квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. В некоторых конкретных теориях поля вакуум может обладать нетривиальными топологическими свойствами, но не только, а также в теории могут существовать несколько различных вакуумов, различающихся плотностью энергии, и т. д. Некоторые из этих предсказаний теории поля уже были успешно подтверждены экспериментом. Так, эффект Казимира и лэмбовский сдвиг атомных уровней объясняется нулевыми колебаниями электромагнитного поля в физическом вакууме. На некоторых других представлениях о вакууме базируются современные физические теории. Например, существование нескольких вакуумных состояний (так называемых ложных вакуумов) является одним из главных основ инфляционной теории Большого взрыва.

Но, пожалуй, самым наглядным из явлений, которые нельзя объяснить, не используя идею о нулевых колебаниях вакуума, это спонтанное излучение. Самые обыкновенные излучающие спонтанно лампы накаливания не светились бы, если бы вакуум был абсолютной пустотой. Дело в том, что любой объект (а, значит, и возбужденный атом), помещенный в абсолютно пустое пространство, представляет собой замкнутую систему. А поскольку такая система стабильна во времени, то никакого излучения не происходило бы. Уже из этого простого рассуждения понятно, что объяснение спонтанного излучения требует привлечения более сложной модели вакуума, чем классическая абсолютная пустота.

Если из сосуда откачивать газ, то по мере понижения давления число столкновений молекул друг с другом уменьшается, что приводит к увеличению их длины свободного пробега. При достаточно большом разрежении столкновения между молекулами относительно редки, поэтому основную роль играют столкновения молекул со стенками сосуда.

5 стр., 2157 слов

Физический вакуум

... поля с важными физическими свойствами, которые проявляются в реальных процессах.» Энциклопедия элементарной физики. ВАКУУМ. Таким образом, в физике сложился дуализм - с одной стороны, для некоторых теорий ... т.е. являются волнами квантового поля. «Интерференция и дифракция наблюдались для электронов, нейтронов, атомных ядер, атомов, молекул.» Физическая энциклопедия. КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА., Таким ...

В состоянии высокого вакуума уменьшение плотности разреженного газа приводит к соответствующей убыли частиц без изменения < л >. Следовательно, уменьшается число носителей импульса или внутренней энергии в явлениях вязкости и теплопроводности. Коэффициенты переноса в этих явлениях прямо пропорциональны плотности газа. В сильно разреженных газах внутреннее трение, по существу, отсутствует.

Вопросы создания вакуума имеют большое значение в технике, так как, например, во многих современных электронных приборах используются электронные пучки, формирование которых возможно лишь в условиях вакуума. Для получения различных степеней разрежения применяются вакуумные насосы, позволяющие получить предварительное разрежение (форвакуум) до ? 0,13 Па, а также вакуумные насосы и лабораторные приспособления, позволяющие получить давление до 13,3 мкПа — 1,33 пПа (10- 7 — 10-14 мм рт.ст.).

вакуум физический техника философский

Техническое применение вакуума непрерывно расширяется, но с конца прошлого века и до сих пор наиболее важное его применение — электронная техника. Низкий и средний вакуум применяется в осветительных приборах и газоразрядных устройствах. Высокий вакуум — в приемно-усилительных и генераторных лампах, в электронно-лучевых трубках и сверхвысокочастотных приборах. Особенно широко вакуумная техника применяется в производстве микросхем, где процессы нанесения тонких пленок, ионного травления обеспечивают получение элементов электронных схем субмикронных размеров.

В металлургии плавка и переплав металлов в вакууме освобождает их от растворенных газов, благодаря чему они приобретают высокую механическую прочность, вязкость и пластичность. Сверхчистые вещества, полупроводники, диэлектрики изготавливаются в вакуумных кристаллизационных установках.

Диффузионная сварка в вакууме позволяет получать неразъемные герметичные соединения материалов с сильно различающимися свойствами. Высококачественное соединение материалов с однородными свойствами обеспечивает электронно-лучевая сварка в вакууме. Применение вакуумных технологий позволяет получать упрочняющие и защитные покрытия, обладающие уникальным набором свойств. Типовая вакуумная установка включает в себя вакуумную камеру, насосы, соединительные трубопроводы, вакуумные затворы и средства контроля вакуума.

Как же получить вакуум? Как удалить из сосуда большую часть молекул газов, входящих в состав воздуха или другого газа? Ведь при высоком вакууме в сосуде должно остаться в миллиарды раз меньше молекул газа, чем их было при обычном давлении. Легко освободить какую-либо емкость от жидкости: ее выливают или откачивают насосом. Труднее освободить сосуд от газа, его нельзя «вылить». Возьмем баллон, наполненный каким-либо сжатым газом, и откроем кран.

Газ будет выходить из баллона до тех пор, пока давление в баллоне не уравняется с давлением наружного воздуха. Одновременно будет происходить процесс взаимной диффузии газа и воздуха. Молекулы газа будут выходить наружу, а на их место начнут поступать молекулы газов воздуха. Процесс закончится тем, что баллон заполнится воздухом. Хотя таким путем мы и освободили баллон от газа, но вакуум в баллоне не создали. Следовательно, чтобы создать вакуум, необходимо принудительно откачивать газ из баллона, не пропуская на его место воздух.

13 стр., 6074 слов

Разработка барабанного вакуум-фильтра

... на решетке. После заполнения фильтра суспензией и включения вакуума фильтрат проходит сквозь перегородку, ... производительности фильтровальной установки требуется большое число фильтров определенной конструкции. Поэтому возникла тенденция к ... а осадок задерживается на ней. После фильтрования осадок промывают (если это необходимо) и удаляют из фильтра ...

Откачка газа или воздуха производится при помощи специальных насосов различных конструкций. Для каждого вида работ в технике создаются машины различного устройства. В зависимости от поставленной задачи размеры, мощность и точность механизма изменяются. Так и в вакуумной технике. Ни одна из конструкций насосов для создания вакуума не может одинаково хорошо работать и при обычном давлении, и при малых разрежениях, и при высоком вакууме. Поэтому для создания вакуума применяются насосы различного устройства.

3. Что есть Физический вакуум

В вакууме, заключенном в объеме обыкновенной электрической лампочки, энергии такое большое количество, что ее хватило бы, чтобы вскипятить все океаны на Земле. Р.Фейнман, Дж.Уилер

Главный смысл новейших мировых открытий таков: во вселенной доминирует физический вакуум, по плотности энергии он превосходит все обычные формы материи вместе взятые. Хоть вакуум чаще всего называют космическим, он присутствует всюду, пронизывая насквозь все пространство и материю. Физический вакуум является самым энергоемким, в прямом смысле слова неисчерпаемым источником жизненно важной, экологически чистой энергии. Физический вакуум — это единое энерго-информационное поле вселенной.

В настоящее время в физике формируется принципиально новое направление научных исследований, связанное с изучением свойств и возможностей физического вакуума. Это научное направление становится доминирующим, и в прикладных аспектах способно привести к прорывным технологиям в области энергетики, электроники, экологии.

Чтобы понять роль и место вакуума в сложившейся картине мира, попытаемся оценить, как соотносятся в нашем мире материя вакуума и вещество.

В этом отношении интересны рассуждения Я.Б.Зельдовича: «Вселенная огромна. Расстояние от Земли до Солнца составляет 150 миллионов километров. Расстояние от солнечной системы до центра Галактики в 2 млрд. раз больше расстояния от Земли до Солнца. В свою очередь, размеры наблюдаемой Вселенной в миллион раз больше расстояния от Солнца до нашей Галактики. И все это огромное пространство заполнено невообразимо большим количеством вещества.

Масса Земли составляет более чем 5,97 Х 10 в 27-й степени грамм. Это такая большая величина, что ее трудно даже осознать.

Масса Солнца в 333 тысячи раз больше. Только в наблюдаемой области Вселенной суммарная масса порядка 10 в 22-й степени масс Солнца. Вся безбрежная огромность пространства и баснословное количество вещества в нем поражает воображение».

С другой стороны, атом, входящий в состав твердого тела, во много раз меньше любого известного нам предмета, но во много раз больше ядра, находящегося в центре атома. В ядре сконцентрировано почти все вещество атома. Если увеличить атом так, чтобы ядро стало иметь размеры макового зернышка, то размеры атома возрастут до нескольких десятков метров. На расстоянии десятков метров от ядра будут находиться многократно увеличенные электроны, которые все равно трудно разглядеть глазом вследствие их малости. А между электронами и ядром останется огромное пространство, не заполненное веществом. Но это не пустое пространство, а особый вид материи, которую физики назвали физическим вакуумом.

Само понятие «физический вакуум» появилось в науке как следствие осознания того, что вакуум не есть пустота, не есть «ничто». Он представляет собой чрезвычайно существенное «нечто», которое порождает все в мире и задает свойства веществу, из которого построен окружающий мир.

11 стр., 5461 слов

Курсовая работа вакуумные насосы

... газа. Классификация Вакуумные насосы классифицируют как по типу вакуума, так и по устройству. Область давлений, с которой имеет дело вакуумная техника, охватывает диапазон ... Паромасленные бустерные Сорбционные Криогенные Вакуумные насосы также делят по физическим принципам их работы на газопереносные насосы и газосвязывающие насосы. Газопереносные насосы транспортируют частицы либо через ...

Оказывается, что даже внутри твердого и массивного предмета вакуум занимает неизмеримо большее пространство, чем вещество. Таким образом, мы приходим к выводу, что вещество является редчайшим исключением в огромном пространстве, заполненном субстанцией вакуума. В газовой среде такая асимметрия еще больше выражена, не говоря уже о космосе, где наличие вещества является больше исключением, чем правилом. Видно, сколь ошеломляюще огромно количество материи вакуума во Вселенной в сравнении даже с баснословно большим количеством вещества в ней. В настоящее время ученым уже известно, что вещество своим происхождением обязано материальной субстанции вакуума, и все свойства вещества задаются свойствами физического вакуума.

Наука все глубже проникает в сущность вакуума. Выявлена основополагающая роль вакуума в формировании законов вещественного мира. Уже не является удивительным утверждение некоторых ученых, что «все из вакуума и все вокруг нас — вакуум».

Физика, сделав прорыв в описании сущности вакуума, заложила условия для практического его использования при решении многих проблем, в том числе, проблем энергетики и экологии.

По расчетам Нобелевского лауреата Р.Фейнмана и Дж. Уиллера, энергетический потенциал вакуума настолько огромен, что «в вакууме, заключенном в объеме обыкновенной электрической лампочки, энергии такое количество, что ее хватило бы, чтобы вскипятить все океаны на Земле». Однако, до сих пор традиционная схема получения энергии из вещества остается не только доминирующей, но даже считается единственно возможной. Под окружающей средой по-прежнему упорно продолжают понимать вещество, которого так мало, забывая о вакууме, которого так много. Именно такой старый «вещественный» подход и привел к тому, что человечество, буквально купаясь в энергии, испытывает энергетический голод.

В новом, «вакуумном» подходе исходят из того, что окружающее пространство — физический вакуум — является неотъемлемой частью системы энергопреобразования. При этом возможность получения вакуумной энергии находит естественное объяснение без отступления от физических законов. Открывается путь создания энергетических установок, имеющих избыточный энергобаланс, в которых полученная энергия превышает энергию, затраченную первичным источником питания. Энергетические установки с избыточным энергобалансом смогут открыть доступ к огромной энергии вакуума, запасенной самой Природой.

В завершение к сказанному следует добавить, что астрономами подсчитано и теоретически доказано существование энергии в вакууме Вселенной. По их расчетам, только 2-3% этой энергии израсходовано на создание видимого мира (галактик, звезд и планет), а остальная энергия находится в Физическом вакууме. В одной из книг Дж.Уиллер привел оценку нижней границы этой бесконечной энергии, которая оказалась равной 1095 г/см3. Поэтому нет ничего удивительного, что вакуум является источником в конечном итоге всех существующих видов энергии, и правильнее всего получать энергию непосредственно из вакуума.

19 стр., 9272 слов

Расчет вакуумной системы установки с разработкой конструкции вакуумного элемента

... имитации космических условий, ускорителях элементарных частиц. Особенно широко вакуумная техника применяется в производстве микросхем, где процессы нанесения ... работе. В зависимости от назначения технологической установки к ее вакуумной системе может быть предъявлен ряд требований, выполнение которых обеспечивает возможность проведения необходимого технологического процесса, осуществимого в вакууме. ...

В СССР становление вакуумной техники связано с именем академика С. А. Векшинского (1896 1974), организовавшего в 1928 г. вакуумную лабораторию в Ленинграде, а затем возглавившего научно-исследовательский вакуумный институт в Москве.

До 50-х годов существовало мнение, что давления ниже 10

При измерении низких давлений применяются анализаторы парциальных давлений, с помощью которых определяют состав и давление каждой компоненты остаточных газов. Сверхвысоковакуумные системы потребовали для обеспечения их надежной сборки и эксплуатации разработки чувствительных методов определения натеканий в вакуумных системах: масс-спектрометрическогo, галоидного и др. Для снижения газовыдления вакуумных конструкционных материалов начинает применяться высокотемпературный прогрев всей вакуумной установки, Вакуумные системы изготавливают цельнометаллическими, разрабатывают конструкции сверхвысоковакуумных уплотнений, вводов движения и электрических вводов в вакуум, Совершенствуются технологические методы получения неразъемных соединений металла со стеклом, электронно-лучевая и газовая сварка. В 60-х годах успешное развитие вакуумной техники привело к разработке стохастических методов расчета вакуумных систем.

Достижения криогенной техники в получении низких температур нашли применение в технологии получения вакуума. Криогенные вакуумные насосы начали применять в научных исследованиях, а затем и в промышленности, Разработка откачных средств, не загрязняющих откачиваемый объект, открыла новые перспективы для применения вакуумной техники.

5. История развития вакуумной техники

До середины XVII в. понятие «вакуум», в переводе с латинского означающее пустоту, использовалось лишь в философии. Древнегреческий философ Демокрит одним из «начал мира» выбрал пустоту. Позднее Аристотель вводит понятие эфира — неощутимой среды, способной передавать давление. В этот период знания о свойствах разреженного газа еще отсутствовали, но вакуум уже широко использовался в водоподъемных и пневматических устройствах.

Научный этап развития вакуумной техники начинается с 1643г., когда в Италии Э. Торричелли, ученик знаменитого Г. Галилея, измерил атмосферное давление. В 1672г. в Германии О. Герике изобрел механический поршневой насос с водяным уплотнением, что дало возможность проведения многочисленных исследований свойств разреженного газа. Изучается влияние вакуума на живые организмы. Опыты с электрическим разрядом в вакууме привели вначале к открытию электрона, а затем и рентгеновского излучения. Теплоизолирующие свойства вакуума помогли создать правильное представление о способах передачи теплоты и послужили толчком для развития криогенной техники.

Успешное изучение свойств разреженного газа обеспечило возможность его широкого технологического применения. Оно началось с изобретения в 1873г. первого электровакуумного прибора — лампы накаливания с угольным электродом — русским ученым А. Н. Лодыгиным и открытием американским ученым и изобретателем Т. Эдисоном в 1883г. термоэлектронной эмиссии. С этого момента вакуумная техника становится технологической основой электровакуумной промышленности.

9 стр., 4412 слов

Вакуумные насосы

... ускоритель частиц – немыслим без вакуума. Поддержание почти космического вакуума требуется в установках для проведения экспериментов. Вакуумные насосы 1. Общая характеристика Все вакуумные насосы можно разделить на высоковакуумные и ... 1/S Eff -1/SH = 1/U (6) Это уравнение называется основным уравнением вакуумной техники. Для анализа этого уравнения запишем его немного в другом виде: S Eff ...

Расширение практического применения вакуумной техники сопровождалось быстрым развитием методов получения и измерения вакуума. За небольшой период времени в начале XX в. были изобретены широко применяемые в настоящее время вакуумные насосы: вращательный (Геде, 1905), криосорбционный (Д. Дьюар, 1906), молекулярный (Геде, 1912), диффузионный (Геде, 1913).

Аналогичные успехи были достигнуты и в развитии способов измерения вакуума. К U-образному манометру Торричелли добавились компрессионный (Г. Мак-Леод, 1874), тепловой (М. Пирани, 1909), ионизационный (О. Бакли, 1916).

Одновременно совершенствуются научные основы вакуумной техники. В России П. Н. Лебедев (1901) впервые использует в своих опытах идею удаления остаточных газов с помощью ртутного пара. В этот же период исследуются фундаментальные свойства газов при низких давлениях, течение газов и явления переноса (М. Кнудсен, М. Смолуховский, И. Ленгмюр, С. Дешман).

В СССР становление вакуумной техники связано с именем академика С. А. Векшинского (1896 — 1974), организовавшего в 1928 г. вакуумную лабораторию в Ленинграде, а затем возглавившего научно-исследовательский вакуумный институт в Москве.

До 50-х годов существовало мнение, что давления ниже 10-6 Па получить невозможно. Однако работы американских ученых Ноттингема (1948) по измерению фоновых токов ионизационного манометра и Альперта (1952) по созданию ионизационного манометра с осевым коллектором расширили диапазон рабочих давлений вакуумной техники еще на три-четыре порядка в область сверхвысокого вакуума.

Для получения сверхвысокого вакуума изобретают новые насосы: турбомолекулярный (Беккер, 1958), магниторазрядный (Джепсен и Холанд, 1959); совершенствуются паромасляные и криосорбционные насосы.

При измерении низких давлений применяются анализаторы парциальных давлений, с помощью которых определяют состав и давление каждой компоненты остаточных газов. Сверхвысоковакуумные системы потребовали для обеспечения их надежной сборки и эксплуатации разработки чувствительных методов определения натеканий в вакуумных системах: масс-спектрометрического, галоидного и др. Для снижения газовыделения вакуумных конструкционных материалов начинает применяться высокотемпературный прогрев всей вакуумной установки. Вакуумные системы изготавливают цельнометаллическими, разрабатывают конструкции сверхвысоковакуумных уплотнений, вводов движения и электрических вводов в вакуум. Совершенствуются технологические методы получения неразъемных соединений металла со стеклом, электронно-лучевая и газовая сварка. В 60-х годах успешное развитие вакуумной техники привело к разработке стохастических методов расчета вакуумных систем.

1980-1990 годы характеризуются наполнением производственного и научного опыта. В статьях отечественных и зарубежных исследователей публикуются описания свойств покрытий и барьерных слоев, влияние режимов обработки на эксплуатационные свойства деталей, приводятся результаты промышленного внедрения. Издаются обзоры, первые руководящие и нормативные материалы по вакуумной ионно-плазменной технологии.

Полученные научные результаты, а также длительные испытания деталей и узлов в составе технологических изделий позволили рекомендовать замену традиционных методов обработки (азотирования, хромирования, никель-кадмирования, алитирования и т.д.) на вакуумные ионно-плазменные покрытия. Вакуумные ионно-плазменные покрытия позволяют увеличить ресурс ответственных деталей в 2-5 раз, устранить трудоемкие ручные доводочные, операции, сократить трудоемкость изготовления деталей.

6 стр., 2847 слов

Вакуум терапия что это такое

... не появляются. Вакуумный баночный массаж, как правило, проводится через день. Это связано с тем, что курс вакуумной терапии, включенный ... процессы циркуляции межтканевой жидкости. 4. Преимущества вакуум терапии Чем отличается вакуумный массаж от других видов массажа? Воздействие ... точки. Это снимает нервное напряжение и усталость, оказывая общее оздоравливающее действие на организм. Длится такой массаж ...

Применение вакуума в науке и технике. В современном производстве все чаще можно встретить использование вакуумных технологий. Человечеству уже трудно представить некоторые из сфер промышленности без вакуумных приборов и аппаратов. Это связано с большим количеством положительных качеств вакуумного оборудования:

  • вакуумные технологии позволяют использовать дешевые материалы, при этом качество произведенной продукции остается на самом высоком уровне;
  • использование вакуумных технологий позволяет не наносить вреда окружающей среде, производство почти на 100% экологически чистое;
  • вакуумная технология дает возможность полной автоматизации управления, в результате этого работа для обслуживающего персонала становится значительно проще.

И это далеко не полный список преобладаний над другим оборудованием.

Таким образом, можно с твердой уверенностью сказать, что вакуумная технология является одной из самых перспективных, как для использования её в различных отраслях, так и для дальнейшего её исследования.

Экспериментальные исследования испарения и конденсации, поверхностных явлений, некоторых тепловых процессов, низких температур, ядерных и термоядерных реакций осуществляются в вакуумных установках, Основной инструмент современной ядерной физики ускоритель за ряженных частиц немыслим без вакуума. Вакуумные системы применяются в химии для изучения свойств чистых веществ, изучения состава и разделения компонентов смесей, скоростей химических реакций.

Техническое применение вакуума непрерывно расширяется, но с конца прошлого века и до сих пор наиболее важным его применением остается электронная техника. В электровакуумных приборах вакуум является конструктивным элементом и обязательным условием их функционирования в течение всего срока службы. Низкий и средний вакуум используется в осветительных при борах и газоразрядных устройствах, Высокий вакуум в приемно-усилительных и генераторных лампах, Наиболее высокие требования к вакууму предъявляются при производстве электронно-лучевых трубок и сверхвысокочастотных при боров, Для работы полупроводникового прибора вакуум не требуется, но в процессе его изготовления широко используется вакуумная технология. Особенно широко вакуумная техника применяется в производстве микросхем, где процессы нанесения тонких пленок, ионного травления, электронолитографии обеспечивают получение элементов электронных схем субмикронных размеров.

В металлургии плавка и переплав металлов в вакууме освобождает их от растворенных газов, благодаря чему они приобретают высокую механическую прочность, пластичность и вязкость.

Плавкой в вакууме получают безуглеродистые сорта железа для электродвигателей, высокоэлектропроводную медь, магнии, кальций, тантал, платину, титан, цирконий, бериллий, редкие металлы и их сплавы, В производстве высококачественных сталей широко применяется вакуумирование. Спекание в вакууме порошков Tyгoплавких металлов, таких, как вольфрам и молибден, является одним из основных технологических процессов порошковой металлургии, Сверхчистые вещества, полупроводники, диэлектрики изготавливаются в вакуумных кристаллизационных установках.

3 стр., 1137 слов

Вакуум и его применение

... не имеют общепризнанных определений. вакуум физический технический ложный Вакуумная формовка Вакуумная формовка Эта методика применяется в основном при серийном производстве объёмных изделий из ... и экспериментировать с вакуумом. Технический вакуум На практике сильно разреженный газ называют техническим вакуумом . В макроскопических объёмах идеальный вакуум недостижим на практике, поскольку при ...

Сплавы с любым соотношением компонентов могут быть получены методами вакуумной молекулярной эпитаксии. Искусственные кристаллы алмаза, рубина, сапфира получают в вакуумных установках. Диффузионная сварка в вакууме позволяет получать неразъемные герметичные соединения материалов с сильно различающимися температурами плавления. Таким способом соединяют керамику с металлом, сталь с алюминием и т, д. Высококачественное соединение материалов с однородными свойствами обеспечивает электронно-лучевая сварка в вакууме.

6. Применение вакуума в промышленности

В машиностроении вакуум применяется при исследованиях процессов схватывания материалов и cyxoгo трения, для нанесения упрочняющих покрытий на режущий инструмент и износостойких покрытий на детали машин, захвата и транспортирования деталей в автоматах и автоматических линиях.

Химическая промышленность применяет вакуумные сушильные аппараты при выпуске синтетических волокон, полиамидов, аминопластов, полиэтилена, органических растворителей. Вакуум-фильтры используются при производстве целлюлозы, бумаги, смазочных масел. В производстве красителей и удобрений применяются кристаллизационные вакуумные аппараты.

В электротехнической промышленности вакуумная пропитка как самый экономичный метод широко распространена в производстве трансформаторов, электродвигателей, конденсаторов и кабелей, Повышаются срок службы и надежность при работе в вакууме переключающих электрических аппаратов.

Оптическая промышленность при производстве оптических и бытовых зеркал перешла с химического серебрения на вакуумное алюминирование. Просветленная оптика, защитные слои и интерференционные фильтры получают напылением тонких слоев в вакууме.

В пищевой промышленности для длительного хранения и консервирования пищевых продуктов используют вакуумную сушку вымораживанием. Расфасовка скоропортящихся продуктов, осуществляемая в вакууме, удлиняет сроки хранения фруктов и овощей. Вакуумное выпаривание применяется при производстве сахара, опреснении морской воды, солеварении. В сельском хозяйстве широко распространены вакуумные доильные аппараты.

В быту пылесос стал нашим незаменимым помощником. На транспорте вакуум используется для подачи топлива в карбюраторах, в вакуумных усилителях тормозных систем автомобилей. Имитация космического пространства в условиях земной атмосферы необходима для испытания искусственных спутников и ракет.

В медицине вакуум применяется для сохранения гормонов, лечебных сывороток, витаминов, при получении антибиотиков, анатомических и бактериологических препаратов.

7. Философские проблемы вакуума

Ученые считают физический вакуум особым состоянием материи, претендующим на первооснову мира. В ряде философских концепций в качестве основы мира рассматривается «ничто», или «содержательная пустота». При этом подразумевается, что именно «относительное ничто», лишенное конкретных свойств и ограничений, присущих обычным физическим объектам, должно обладать особой общностью и фундаментальностью и, таким образом, охватывать все многообразие физических объектов и явлений. Философы древнего Востока утверждали, что наиболее фундаментальная реальность мира не может иметь никаких конкретных характеристик и, тем самым, напоминает небытие. Очень похожими признаками ученые наделяют физический вакуум. При этом, физический вакуум, будучи относительным небытием и «содержательной пустотой» является вовсе не самым бедным, а наоборот, самым содержательным, самым «богатым» видом физической реальности. Считается, что физический вакуум, являясь потенциальным бытием, способен породить все множество объектов и явлений наблюдаемого мира.

24 стр., 11756 слов

Производство Алюминия (2)

... Эта реакция в 1888 г. была исполь­зована для производства алюминия на первом немецком заводе в Гмелингене. Производство алюминия этими так называемыми «химическими» способами осу­ществлялось с 1854 ... г. Сент-Клер Девиль во Франции впер­вые применил способ Велера для промышленного производства алюминия, ис­пользовав вместо калия более дешевый натрий, а вместо гигроскопичного хло­рида ...

Несмотря на то, что актуально физический вакуум ничего не содержит, он содержит все потенциально. Поэтому, вследствие наибольшей общности, он может выступать в качестве онтологической основы всего многообразия объектов и явлений в мире. В этом смысле, пустота — самая содержательная и наиболее фундаментальная сущность. Такое понимание физического вакуума заставляет признать реальность существования не только в теории, но и в Природе и «ничто» и «нечто». Последнее существует как проявленное бытие — в виде наблюдаемого вещественно-полевого мира, а «ничто» существует как непроявленное бытие — в виде физического вакуума. Поэтому, непроявленное бытие, при распространении этого понятия на физический вакуум, следует рассматривать как самостоятельную физическую сущность, которую необходимо изучать.

Физический вакуум непосредственно не наблюдается, но проявление его свойств регистрируется в экспериментах. К вакуумным эффектам относятся: рождение электронно-позитронной пары, эффект Лэмба-Ризерфорда, эффект Казимира. В результате поляризации вакуума электрическое поле заряженной частицы отличается от кулоновского. Это приводит к лембовскому сдвигу энергетических уровней и к появлению аномального магнитного момента у частиц. При воздействии высокоэнергетичного фотона на физический вакуум в поле ядра возникают вещественные частицы — электрон и позитрон. Эффект Казимира указывает на возникновение сил, сближающих две пластины, находящиеся в вакууме. Эти эффекты указывают на то, что вакуум является реальным физическим объектом.

Список используемой литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/oblast-primeneniya-vakuumnoy-tehniki/

1. Спроул, Р. Современная физика [Текст] / Р.Сплоул. — М.: Наука, 1974. — 592 с.

2. Трофимова, Т.И. Курс физики [Текст] / Т.И. Трофимов. — М.: Высшая школа,1990. — 542 с.

3. Волькенштейн, М.В. Физика и биология [Текст] / М.В. Волькенштейн. — М.: Наука,1980. — 152с.

4. Журнал «Химия и жизнь — ХХI век»