Вакуум, как его понимают в технике, — это сильно разреженный газ. Приборы и устройства, в которых тем или иным образом используется вакуум, широко применяются в самых разных областях науки и техники. О вакууме и его применении пойдет речь в этой книге.
Вакуум был известен еще в далекой древности. Считается, что первые приборы для получения разреженного воздуха были созданы греческими учеными из Александрии Ктесибием (I век до н. э.) и Героном (I век н. э.). Но долгое время их приборы оставались лишь забавными игрушками — достаточно насущной потребности в вакуумной технике у человечества не возникало вплоть до начала XIX века. В Энциклопедическом словаре Ф. А. Брокгауза и И. А. Ефрона (13 издание, 1890 г.) и Энциклопедическом словаре Гранат (11 издание, 1910 г.) вакууму отведено примерно 0,0002% объема. Доля места, выделяемая этой теме в энциклопедиях, стремительно увеличивается между 1910 и 1930 гг., достигая 0,01% в Большой Советской Энциклопедии (БСЭ, 1 издание). Далее медленно увеличивается еще в 3 раза к 1950 г. (Американская энциклопедия, 22 издание и БСЭ, 2 издание) и затем почти не изменяется вплоть до 1970 г. (Британская энциклопедия, 15 издание и БСЭ, 3 издание).
Вакуум нашел свое место, «определился».
Основной рост объема статей о вакууме в энциклопедиях, пришедшийся на первую треть нашего века, был связан с созданием электровакуумных приборов - ламп накаливания, электронных ламп, кинескопов. Умение достигать высокой степени разрежения газа позволило физикам сделать в конце XIX - начале XX века ряд открытий. Так, например, Т. А. Эдисоном в 1883 г. была открыта термоэлектронная эмиссия и после нескольких лет исследований, проводившихся разными учеными, О. Ричардсоном в 1903 г. были установлены ее основные закономерности. А в 1915-1916 гг. И. Ленгмюр нашел законы, которым подчиняются взаимодействие газа с твердым телом и прохождение тока в вакууме.
1* 3
ОГЛАВЛЕНИЕ
9
Введение. ЧТО ТАКОЕ ВАКУУМ И НЕМНОГО ИСТОРИИ 3
Глава 1. ПРИБОРЫ И УСТАНОВКИ НЕБОЛЬШИХ РАЗМЕРОВ С НЕВЫСОКИМ ВАКУУМОМ 6 1. Долго ли можно бежать в лесу по прямой? (6). 2. Химически самая инертная среда (8). 3. Хороша ли шуба из вакуума? (10). 4. На какой высоте надо летать спутнику? (14). 5. Механический насос (15). 6. Пар откачивает газ (17). 7. Немного о метрологии (20). 8. Что и как измеряют в вакууме (23). Глава 2. ВРЕМЯ ИДЕТ, ОБЪЕМ РАСТЕТ 29
1 1. Вакуумная техника для технологии (29). 2. В чем содер-
жать вакуум? (32). 3. «Быстрорастворимый» водород и дру-
i гие (35). 4. «Конструктор» — не детский, а вакуумный (41). »
Глава 3. ВСЕ ВЫШЕ И ВЫШЕ 48
1. Зачем потребовался высокий вакуум (48). 2. Газ проходит сквозь стену (51). 3. Газ на поверхности (53). 4. Белье сохнет на морозе, металл испаряется в вакууме (55). 5. Не простое испарение, а стимулированное (57). 6. Как откачивать
! лампы? (60). 7. Как откачивать без насоса? (62). 8. Специ-
фика измерения высокого вакуума (65). 9. Что же есть в
I вакууме? (68). 10. Как найти течь? (71).
| Глава 4. ЧТО ПРОИСХОДИТ НА ПОВЕРХНОСТИ 73
S 1. Если присмотреться повнимательнее... (73). 2. Атомы
< «ползут» по поверхности (74). 3. Гость на чужой поверхности
(76). 4. Как с вискера начинается вакуумный пробой (78). | 5. Неустойчивость — инициатор процессов (83). 6. На пороге
j новой науки (86). 7. Начнем с нагрева поверхности (90).
8. Приложим электрическое поле... (92). 9. Наконец, осветим поверхность (95). 10. Ионное распыление — «кисточка археолога» (99). 11. «Электронный прожектор» освещает объект (103). Глава 5. БОЛЬШИЕ И ВЫСОКОВАКУУМНЫЕ 109
1. Вакуумные инструменты большой науки (109). 2. Морозные i узоры (113). 3. Сладко ли живется «первой стенке»? (115). ,
j 4. Во что превращает поверхность пучок ионов? (116).
5. Чем откачивать установку размером с дом? (120). 6. Когда вакуум нельзя характеризовать концентрацией (124). Заключение
