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浅谈物理学中的真空

2016-10-21王海军

教育·综合视线 2016年51期

王海军

人类对真空的认识是一个不断发展、不断深入的过程,最初人们认为真空就是空无一物的空间,后来发现空间充满空气,随后又认为抽掉空气后的空间就是真空。今天,随着科学技术、科学发现的不断进步,人们对真空的获得、真空的测量和应用都有了迅猛发展。在对微观世界的探究中,物理学家又赋于真空新的含义,真空已成为物理学研究中的一个新热点。

早期认识的真空

16世纪末期以前,古希腊哲学家亚里士多德否定真空存在的观点占主导地位,人们以“自然界害怕真空”为由论证真空的不存在。进入17世纪以后,随着原子论的复活,承认真空的观点也在不断发展。大约在1644年托里拆利做了著名的“托里拆利实验”,托里拆利将一端封闭、一端开口的细长玻璃管中注满水银,然后封住开口端竖直倒插入水銀槽中,打开开口端后部分水银流入水银槽,在玻璃管内上部得到了一段真空。为了证明玻璃管上方确实是空的,托里拆利给水银槽上面加满了水,当把管子慢慢提起使其下端刚刚处于有水部分时,管内的水银全部流出,水涌上管内,以此来说明真空的存在。

实际上,托里拆利获得的并非是无空气分子的真空,不过是空气非常稀簿而已。直到今天,人类也无法通过技术去抽光某一范围内的空气而达到所谓“技术真空”。现代高能加速器内需达到几亿亿分之一大气压的超高真空,就是在那里,每立方厘米的空间仍有几百个空气分子。……

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