真空科学与技术丛书 宇宙真空学PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1宇宙真空学的发展 1

1.2宇宙真空学的内涵 3

1.3宇宙空间真空环境特性 4

1.4宇宙真空环境分类 5

1.5行星表面环境 6

1.5.1月球表面环境 6

1.5.2火星表面环境 7

1.6宇宙空间气体分子运动论的研究方法 8

1.6.1牛顿力学方法 8

1.6.2统计学方法 9

1.6.3气体动力学方法 10

1.6.4重整化的玻耳兹曼分布律 11

参考文献 12

第2章 极高真空获得技术 13

2.1引言 13

2.2限制极限压力的因素 15

2.2.1容器内原有的气体的余压力 16

2.2.2漏气 16

2.2.3放气 17

2.2.4渗漏 23

2.2.5返流 26

2.3极高真空获得机理 27

2.3.1扩散泵 27

2.3.2涡轮气体分子泵 27

2.3.3溅射离子泵 28

2.3.4冷冻升华钛泵 28

2.3.5低温泵 29

2.4获得极高真空的技术 31

2.4.1用油扩散泵系统获得极高真空的质谱分析 31

2.4.2极高真空液氦冷凝泵 36

2.4.3钛钼丝和钛错丝蒸发参数和吸气性能 43

2.4.4极高真空设备中的冷漏现象及其消除方法 51

2.5用气体分子沉技术获得10-11 Pa极高真空装置 55

2.5.1概述 55

2.5.2极高真空系统组成 55

2.5.3 10-11 Pa极高真空系统设计 57

2.5.4极高真空系统运转规范 58

2.5.5试验结果与讨论 60

2.6极高真空技术的应用 61

2.6.1高能粒子加速器 62

2.6.2气体分子束外延技术用来生长极纯半导体单晶材料 62

2.6.3在航天技术领域应用极高真空技术 62

参考文献 62

第3章 宇宙真空测量 64

3.1引言 64

3.1.1宇宙真空测量的概念 64

3.1.2宇宙真空测量效应 65

3.1.3宇宙真空测量方法 66

3.2极高真空电离真空规 67

3.2.1抑制规 67

3.2.2抑制规性能 68

3.2.3弯注规 69

3.2.4规管的电极材料及其制作要求 71

3.2.5规管使用中的问题 71

3.3改进型裸弯注规 72

3.3.1使用陶瓷封接引线 72

3.3.2裸型弯注规离子流的低噪声引出线 72

3.3.3合理地运转程序 73

3.3.4调整弯注规内偏转电压参数 73

3.3.5校准弯注规规管灵敏度常数 73

3.3.6改换测量灯丝 73

3.4极高真空热阴极电离规的非线性效应 74

3.5宇宙真空的测量 75

3.5.1定向流转换型真空规 75

3.5.2不同类型定向流转换型真空规 76

3.6 B-A型双圆锥定向流探测器 77

3.6.1实验系统 78

3.6.2 B-A型双圆锥定向流探测器设计 78

3.6.3 B-A型双中空圆锥定向流探测器准直性实验 80

3.6.4实验结果及讨论 81

3.7宇宙真空测量的理论与技术 83

3.7.1行星大气压强测量理论 84

3.7.2 p0和j0的关系式 93

3.7.3宇宙真空测量数据转换技术 95

3.7.4宇宙空间大气压强p0的测量 97

3.7.5宇宙真空测量方法 97

3.7.6测量规管的连接 99

3.7.7宇宙真空的地面模拟与校准 99

参考文献 100

第4章 极高真空气体分子运动理论 101

4.1引言 101

4.2极高真空中气体的压力表达式 101

4.2.1等温非平衡态下压力表达式 101

4.2.2非等温状态下的压力表达式 103

4.3极高真空抽气方程 104

4.4气体分子和固体表面的适应系数 106

4.4.1引言 106

4.4.2适应系数的测量力法 107

4.4.3气体分子真空寿命法 110

4.4.4气体分子热适应系数的测量 111

4.4.5极高真空气体分子速度分布律 111

参考文献 113

第5章 近地球轨道极高真空获得技术 114

5.1太空站极高真空轨道分子屏技术研究进展 114

5.1.1太空站极高真空轨道分子屏实验室 114

5.1.2轨道分子屏极高真空实验室试验装置 118

5.1.3轨道分子屏极高真空实验室的发展前景 119

5.2可变翼极高真空轨道分子屏研究 120

5.2.1引言 120

5.2.2可变翼极高真空轨道分子屏的概念及理论模型 121

5.2.3理论及计算结果 122

5.2.4可变翼轨道分子屏极限压力和翼长的关系 126

5.2.5可变翼轨道分子屏内压力分布 126

5.2.6结论 126

5.3轨道分子屏极高真空系统的抽气方程 127

5.3.1引言 127

5.3.2半球形轨道分子屏抽气方程 128

5.3.3球冠形轨道分子屏抽气方程 129

5.3.4结果与讨论 130

5.3.5非平衡态真空抽气方程的动力学表达 131

5.4轨道分子屏极高真空实验室设计技术 135

5.4.1引言 135

5.4.2周围大气入射的气体分子数密度 136

5.4.3轨道分子屏内的散射气体分子数密度 139

5.4.4轨道分子屏的出气分子数密度 140

5.4.5结论 142

参考文献 142

第6章 行星际大气密度分布律 143

6.1引言 143

6.2行星大气玻耳兹曼分布律的适用性 144

6.3行星大气分布律的Jeans理论 147

6.4修正的玻耳兹曼（RBF）公式 154

6.5 RBF理论中非单一温度时的行星大气分布律 159

6.6 RBF应用举例 160

6.6.1行星气体总质量与压力的关系 160

6.6.2与玻耳兹曼公式的关系 161

6.6.3行星表面气体的总质量随距离变化的关系式 162

6.6.4大气压力随高度变化的关系 162

6.7三种理论的比较 164

6.7.1解决玻耳兹曼公式（BF）发散的理论方法 164

6.7.2三种处理方法的物理图像 168

6.7.3 RBF与BF符合性分析 169

6.8太阳系行星际大气密度分布 170

6.9 CO2排放量的增加与地球大气中氧含量的减少 173

6.9.1地球大气中CO2和O2的循环 173

6.9.2地球大气中CO2浓度的增长率与O2消耗完的时间 175

6.9.3理论值与实测值的符合性 180

6.9.4一个值得重视的问题 182

参考文献 183

第7章 行星大气逃逸理论 184

7.1行星大气逃逸方程 184

7.2地球大气层寿命的计算 188

7.3金星大气层寿命的计算 189

7.4火星大气中水汽的逃逸率 190

7.4.1引言 190

7.4.2火星大气的高度分布 191

7.4.3火星上大气逃逸的半寿命 192

7.4.4火星大气中氧和水汽的逃逸率 195

7.4.5火星上液态水的蒸发和固态冰的升华 196

7.4.6火星水冰存在地点的热环境 200

7.4.7结论 200

参考文献 201

第8章 月球表面大气及水汽的寿命 203

8.1引言 203

8.2月球大气逃逸率的计算 204

8.3月球大气及太阳风 205

8.3.1太阳风对月球大气的影响 205

8.3.2月球大气平衡与昼夜大气的总分子数 206

8.3.3氦-3储量的估算 216

8.4月球表面水存在性的分析 219

8.4.1运用行星大气逃逸理论计算 219

8.4.2用冰的升华理论计算月球冰的寿命 222

参考文献 222

第9章 宇宙真空的物理本质 223

9.1引言 223

9.2人类对真空的认识过程 224

9.2.1从不承认有真空到开始实现技术真空 224

9.2.2 1905年以前的以太真空 225

9.2.3量子论与相对论的零点振动场和负能海真空 226

9.2.4黑格斯（Higgs）真空自发破缺 228

9.2.5李政道真空 229

9.2.6真空与宇宙常数 229

9.2.7宇宙早期的真空相变与暴胀 230

9.3物理真空研究进展 232

9.3.1暗能量与真空能 232

9.3.2惯性力的起源与真空的关系 235

9.4关于物理真空问题的思考 236

参考文献 237