§ 1.7. Понятие о степенях вакуума

Многие физические процессы в вакууме сильно зависят от соотношения между числом взаимных столкновений молекул и числом столкновений молекул со стенками вакуумной системы.

Для молекул газа внутри сферического сосуда диаметром D эффективный размер камеры d_эф= 2/3D, для трубы бесконечной длины с диаметром D получим d_эф=D, а для двух бесконечных параллельных поверхностей, расположенных на расстоянии D друг от друга, — d_эф=2D.  

Отношение К_с/К_и называется критерием Кнудсена:

В зависимости от значения этого критерия различают вакуум низкий, средний и высокий.

Низкий вакуум — это состояние газа, при котором взаимные столкновения между молекулами преобладают над столкновениями молекул газа со стенками вакуумной камеры. Такое состояние газа соответствует условию Kn<£l. При этом длина свободного пути молекул газа значительно меньше размеров вакуумной камеры. Из условия изменения режима течения газа принимают

Кп≤5-10^-3. При напылении в низком вакууме столкновения молекул газа с молекулами распыляемого вещества не дают возможность получить на стенках камеры изображение экрана, поставленного на пути молекулярного пучка.

Средний вакуум — это состояние газа, когда частоты соударений молекул друг с другом и со стенками вакуумной камеры одинаковы, при этом L≈d_Эф, а К_п≈1.

Высокий вакуум — это состояние газа, при котором столкновения молекул газа со стенками вакуумной камеры преобладают над взаимными столкновениями молекул газа. При этом Кп>1. В этом случае изображение экрана, поставленного на пути молекулярного пучка, получается отчетливым. Из условия изменения режима течения газа принимают К_п≥1,5. Тогда условие существования среднего вакуума можно записать в виде 5-10^-3