大学物理仿真实验报告真空实验一、实验目的1.学会用机械泵获得低真空以及观测不同真空度时辉光放电现象。2.用U型计和热偶计测量真空以及用定容法计算机械泵的有效抽速。二、实验原理1.真空技术的基本概念。（1）真空：低于一个大气压的气体状态。1643年，意大利物理学家托里拆利(E.Torricelli)首创著名大气压实验，获得真空。自然真空：气压随海拔高度增加而减小，存在于宇宙空间。人为真空：用真空泵抽掉容器中的气体。（2）真空量度单位：1标准大气压=760mmHg=760(Torr)1标准大气压=1.013x105Pa1Torr=133.3Pa（3）真空区域的划分。目前尚无统一规定，常见的划分为：粗真空105--103pa低真空103--10-1pa高真空10-1--10-6pa超高真空10-6--10-10pa极高真空<10-10pa2.真空获得------真空泵1654年，德国物理学家葛利克发明了抽气泵，做了著名的马德堡半球实验。原理：当泵工作后，形成压差，p1>p2,实现了抽气，见下图。三、实验仪器热偶真空计旋片式机械泵热偶规管高频电火花真空测定仪FZh-2B型复合真空计四、实验内容及步骤及要求1.实验步骤：打开U型压力计阀门通气，随后关闭总通气孔，点击热偶真空计，调节电流至130mA，随后转换至测量状态，打开气泵电源开关抽气，同时开启计时系统每隔5秒单击左键计时一次，当U型压力计示数稳定后，热偶真空计指针开始变化，此时注意观察高频电火花真空测定仪放点辉光的变化，计时停止后，先关闭U型压力计气孔，后关断气泵电源开关，最后打开总通气气孔，实验结束后记得快速抓图。2.注意事项：（1）注意操作逻辑顺序，若发生错误则需重新开始实验。（2）计时务求准确，否则影响测量等级（3）比较随真空降低时放电的颜色的变化（4）测量p-t关系曲（5）报告实验等级辉光截图：五、思考题1.高频电火花真空测定仪可检测的真空度范围是（a）（a）103—10-1Pa（b）任何真空度（c）102—10-2Pa2.热偶真空计的测量下限为10-1Pa，原因是（c）（a）热电偶的性能（b）热丝电流饱和（c）热丝引线的热传导和热辐射占主导地位。3.关机械泵后一定要将大气放入（b）（a）真空系统（b）机械泵内腔（c）U型计4.使用高频电火花真空测定仪或放电管会引起（b）（a）系统真空度提高（b）系统真空度减小（c）系统损坏5.研究放电对真空度和热偶计的影响。答：放电时，高压电弧使真空管内残余的空气电离，产生辉光，通过提高真空度，进而形成辉光变化。当高频电火花真空测定仪接通电源后，调节放电火花间隙，产生击穿放电时，辉光的颜色不断变化，这时真空度也不断地变化，根据颜色变化可判断真空度的量级。当热偶真空计中通以恒定的电流时，内部的气体压强降低，电动势也会相应的变化，进而反应出热偶计产生的热电势和输出电压的变化。