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在給定的空間內(nèi)低于一個(gè)大氣壓的氣體狀態(tài)稱之為真空狀態(tài)。這種特定的真空狀態(tài)與大氣狀態(tài)相比較，主要有兩個(gè)基本特點(diǎn)：首先，處于真空狀態(tài)的真空容器要受到大氣壓強(qiáng)的作用;其次，真空狀態(tài)下氣體的分子密度小于大氣狀態(tài)下的氣體分子密度，因此，分子之間以及分子與固體表面(如器壁)之間碰撞的幾率相對(duì)減小。
1641年意大利數(shù)學(xué)家托里拆利在一根長(zhǎng)管子內(nèi)加滿水銀，然后很緩慢的將管口倒轉(zhuǎn)在一個(gè)盛滿水銀的盆內(nèi)，管子內(nèi)水銀柱的末端是 76 厘米高。這時(shí)玻璃管最上方無水銀地帶是真空狀態(tài)。這一實(shí)驗(yàn)為“托里拆利實(shí)驗(yàn)”，完成實(shí)驗(yàn)的玻璃管為“托里拆利管”。
愛因斯坦在用場(chǎng)論觀點(diǎn)研究引力現(xiàn)象時(shí)，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到空無一物的真空觀念是有問題的，他曾提出真空是引力場(chǎng)的某種特殊狀態(tài)的想法。首先給予真空嶄新物理內(nèi)容的是P.A.M.狄拉克。狄拉克于1930年為了擺脫狄拉克方程負(fù)能解的困境，提出真空是充滿了負(fù)能態(tài)的電子海。
按其詞源原本是指虛空，即一無所有的空間。工業(yè)和真空科學(xué)上的真空指的是，當(dāng)容器中的壓力低于大氣壓力時(shí),把低于大氣壓力的部分叫做真空，而容器內(nèi)的壓力叫絕對(duì)壓力；另一種說法是,凡壓力比大氣壓力低的容器里的空間都稱做真空。工業(yè)真空有程度上的區(qū)別：當(dāng)容器內(nèi)沒有壓力即絕對(duì)壓力等于零時(shí)，叫做完全真空;其余叫做不完全真空。而狹義相對(duì)論等狄拉克之前的物理理論中的真空則特指不存在任何物質(zhì)的空間狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于工業(yè)里的完全真空。按現(xiàn)代物理量子場(chǎng)論的觀點(diǎn)，真空不空，其中包含著極為豐富的物理內(nèi)容。狹義相對(duì)論等理論中的真空只是普朗克常數(shù)趨于0時(shí)的近似情形。
用吸管喝飲料時(shí)，吸管內(nèi)的壓強(qiáng)低于大氣壓強(qiáng)而處于真空狀態(tài)，因此飲料在大氣壓作用下沿著吸管進(jìn)入口中。本文介紹的真空，主要是在科學(xué)研究領(lǐng)域中所需的真空，具體來講是殘留氣體對(duì)使用目的的影響可以忽略的真空狀態(tài)。
真空有不同的程度(簡(jiǎn)稱真空度)，通常情況下按以下標(biāo)準(zhǔn)來劃分。
(1)低真空領(lǐng)域(105～103Pa)
氣體的物理性質(zhì)和大氣壓下的空氣狀態(tài)基本沒有區(qū)別，該真空領(lǐng)域的主要特征是真空容器內(nèi)外產(chǎn)生強(qiáng)大的壓力差。利用這一特征的吸引和吸附技術(shù)，在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域被廣泛利用。
(2)中真空領(lǐng)域(103～10-1Pa)
氣體的流體性質(zhì)和大氣壓下的空氣狀態(tài)相比可以忽略。該領(lǐng)域物質(zhì)的沸點(diǎn)降低，在更低溫度下即可實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的蒸發(fā)。
(3)高真空領(lǐng)域(10-1～10-5Pa)
以稀薄氣體為特征的真空特性成為主導(dǎo)，氣體分子的平均自由程增大。
(4)超高真空領(lǐng)域(10-5～10-8Pa)
包括真空容器壁上的吸附分子在內(nèi)，氣體分子的存在幾乎可以忽略。
(5)極高真空領(lǐng)域(<10-8Pa)
接近完全的真空狀態(tài)。固體的清潔表面可以更長(zhǎng)時(shí)間維持，對(duì)表面科學(xué)研究很重要。
地球和月球中間的真空度是10-7Pa，地球和太陽(yáng)中間的真空度是10-9Pa，銀河系邊緣的真空度是10-14Pa。
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