1.4. Влияние температуры на характеристики вакуума

1.4.1. Газ при температуре, равной абсолютному нулю

Установим, что температура сосуда равна абсолютному нулю, если по шкале Кельвина она составляет 0 К, а по шкале Цельсия -273,16°С, Внутри этого сосуда имеется n атомов какого-либо инертного газа, например аргона. Возникает вопрос: как ведут себя в сосуде атомы аргона, когда стенки сосуда имеют температуру 0 К? При соприкосновении со стенками сосуда эти атомы осаждаются на их поверхности. Если количество атомов аргона в сосуде не очень велико, то они не смогут покрыть всю поверхность стенок даже одноатомным слоем. Атомы аргона будут удерживаться на стенках сосуда благодаря межмолекулярным (вандерваальсовым) силам. Силы такого рода 1) начинают действовать на атомы (молекулы) при их приближении к стенке на расстояние того же порядка, что и размеры атома.

В сосуде. такое несоответствие особенно наглядно проявляется в области очень высокого вакуума.

1.4.2. Газ при температуре выше абсолютного нуля

С повышением температуры колебания кристаллической решетки металлических стенок сосуда усиливаются. При таких колебаниях атомы аргона, находящиеся на стенках сосуда и связанные силами притяжения с атомами металла, подвергаются сотрясениям, так что связи, удерживающие их на поверхности металла, могут быть разорваны. При этом некоторые атомы аргона окажутся выброшенными с поверхности и будут перемещаться внутри сосуда. Попутно они могут соударяться с другими атомами аргона или со стенками сосуда. При соударении со стенкой они могут быть опять захвачены, т. е. задержаны силами межмолекулярного притяжения, а затем вновь выброшены в объем сосуда.

1) если расстояние между частицами значительно больше их размеров (r>>d0), то притяжения между ними практически нет. При r≈d0 силы притяжения играют важную роль, а при r