Fizikadagi ta'rifga ko'ra, "vakuum" tushunchasi ma'lum bir fazoda hech qanday modda va materiya elementlarining yo'qligini anglatadi, bu holda mutlaq vakuum haqida gapiriladi. Kosmosning ma'lum bir joyidagi moddaning zichligi past bo'lganda qisman vakuum kuzatiladi. Keling, ushbu masalani maqolada batafsil ko'rib chiqaylik.
Vakuum va bosim
“Mutlaq vakuum” tushunchasining ta’rifida materiyaning zichligi haqida gap boradi. Fizikadan ma'lumki, agar gazsimon moddalar hisobga olinsa, u holda moddaning zichligi bosimga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. O'z navbatida, qisman vakuum haqida gapirganda, ma'lum bir bo'shliqdagi materiya zarralarining zichligi oddiy atmosfera bosimidagi havodan kamroq ekanligini nazarda tutadi. Shuning uchun vakuum masalasi ko'rib chiqilayotgan tizimdagi bosim masalasidir.
Fizikada mutlaq bosim kuch nisbatiga teng miqdordir.(nyutonlarda (N) o'lchanadi), bu ba'zi bir sirtga perpendikulyar ravishda ushbu sirt maydoniga (kvadrat metrda o'lchanadi), ya'ni P=F / S, bu erda P - bosim, F - kuch, S - sirt maydoni. Bosim birligi paskal (Pa), shuning uchun 1 [Pa]=1 [N]/ 1 [m2].
Qisman vakuum
Dengiz sathida Yer yuzasida 20 °C haroratda atmosfera bosimi 101325 Pa ni tashkil etishi eksperimental tarzda aniqlangan. Bu bosim 1-atmosfera (atm.) deb ataladi. Taxminan, bosimning 1 atm ekanligini aytishimiz mumkin. 0,1 MPa ga teng. 1 paskalda qancha atmosfera borligi haqidagi savolga javob berib, biz mos keladigan nisbatni tashkil qilamiz va 1 Pa=10-5 atmni olamiz. Qisman vakuum ko'rib chiqilayotgan bo'shliqdagi 1 atm dan kam bo'lgan har qanday bosimga mos keladi.
Ko'rsatilgan raqamlarni bosim tilidan zarrachalar soni tiliga tarjima qilsak, 1 atm. 1 m3 havoda taxminan 1025 molekula mavjud. Molekulalar konsentratsiyasining har qanday pasayishi qisman vakuum hosil bo'lishiga olib keladi.
Vakuum o'lchovi
Kichik vakuumni o'lchash uchun eng keng tarqalgan qurilma an'anaviy barometr bo'lib, uni faqat gaz bosimi atmosfera bosimining bir necha o'nlab foizini tashkil qilganda foydalanish mumkin.
Yuqori vakuum qiymatlarini o'lchash uchun Wheatstone ko'prigi bo'lgan elektr zanjiri ishlatiladi. Foydalanish g'oyasi o'lchashdirgazdagi molekulalarning atrofdagi kontsentratsiyasiga bog'liq bo'lgan sezgir elementning qarshiligi. Bu konsentratsiya qanchalik katta bo'lsa, sezgir elementga shunchalik ko'p molekulalar uriladi va u ularga qanchalik ko'p issiqlik o'tkazsa, bu element haroratining pasayishiga olib keladi, bu uning elektr qarshiligiga ta'sir qiladi. Bu qurilma vakuumni 0,001 atm bosim bilan oʻlchashi mumkin.
Tarixiy ma'lumot
E’tiborli tomoni shundaki, “mutlaq vakuum” tushunchasi Aristotel kabi mashhur qadimgi yunon faylasuflari tomonidan butunlay rad etilgan. Bundan tashqari, atmosfera bosimining mavjudligi 17-asr boshlariga qadar ma'lum emas edi. Faqat Yangi davr kelishi bilan suv va simob bilan to'ldirilgan naychalar bilan tajribalar o'tkazila boshlandi, bu esa yer atmosferasi barcha atrofdagi jismlarga bosim o'tkazishini ko'rsatdi. Xususan, 1648 yilda Blez Paskal dengiz sathidan 1000 metr balandlikda simob barometri yordamida bosimni o'lchashga muvaffaq bo'ldi. O'lchangan qiymat dengiz sathidan ancha past bo'lib chiqdi, shuning uchun olim atmosfera bosimining mavjudligini isbotladi.
Atmosfera bosimining kuchini aniq ko'rsatgan va vakuum tushunchasini ta'kidlagan birinchi tajriba 1654 yilda Germaniyada o'tkazilgan, hozirda Magdeburg sferasi tajribasi deb nomlanadi. 1654 yilda nemis fizigi Otto fon Gerike diametri atigi 30 sm bo'lgan ikkita metall yarim sharni mahkam bog'lashga muvaffaq bo'ldi va keyin hosil bo'lgan strukturadan havo chiqarib, shu bilan yaratdi.qisman vakuum. Hikoyada aytilishicha, har biri 8 otdan iborat ikkita jamoa qarama-qarshi yo'nalishda harakatlanib, bu sohalarni ajrata olmagan.
Mutlaq vakuum: u mavjudmi?
Boshqacha qilib aytganda, fazoda hech qanday materiya bo'lmagan joy bormi? Zamonaviy texnologiyalar 10-10 Pa va undan ham kamroq vakuum yaratish imkonini beradi, ammo bu mutlaq bosim koʻrib chiqilayotgan tizimda zarrachalar qolmaganligini anglatmaydi.
Keling, koinotdagi eng bo'sh joyga - fazoni ochishga murojaat qilaylik. Kosmos vakuumidagi bosim qanday? Yer atrofidagi kosmosdagi bosim 10-8 Pa, bu bosimda 1 sm3 hajmda 2 millionga yaqin molekula mavjud.. Agar biz galaktikalararo makon haqida gapiradigan bo'lsak, unda olimlarning fikriga ko'ra, unda hatto 1 sm3 hajmda kamida 1 atom mavjud. Bundan tashqari, bizning koinotimiz elektromagnit nurlanish bilan qoplangan, ularning tashuvchilari fotonlardir. Elektromagnit nurlanish - mashhur Eynshteyn formulasi (E=mc2) boʻyicha mos keladigan massaga aylantirilishi mumkin boʻlgan energiya, yaʼni energiya materiya bilan birga moddaning holatidir.. Bu bizga ma'lum bo'lgan koinotda mutlaq vakuum yo'q degan xulosaga olib keladi.
