高真空系统中的颗粒密度
在高真空环境中,通常可以达到10^-6到10^-8 mbar的压力。为了理解这些条件下的颗粒数,我们可以考虑理想气体的摩尔体积。在1 cm³的体积中,通常情况下(如在大气压下),存在约2.7 × 10^19个气体颗粒。
颗粒密度计算
大气压下:
1 cm³体积中约有2.7 × 10^19个颗粒。
高真空条件下(例如10^-8 mbar):
在这种情况下,颗粒数减少到约2.7 × 10^7个颗粒,接近3000万个气体颗粒。
在极端条件下,如实验室的小型UHV暗室,可以达到10^-12 mbar的真空度,颗粒数会进一步减少,但仍然存在。
太空中的颗粒密度
在太空中,尤其是在我们的太阳系内部,粒子密度相对较低:
太阳系内部空间:每cm³约有5个原子。
星际空间:每立方米约有1个原子。
星系际空间:每立方米约有0.01个原子。
绝对空性的概念
尽管在真空条件下,气体颗粒的数量大大减少,但绝对空性是不可实现的。根据量子力学,即使在“空”空间中,也存在不可避免的能量波动,这会导致所谓的“虚拟粒子”不断地出现和消失。因此,尽管可以达到极低的颗粒密度,完全的空性在物理上是不存在的。