拿着冲锋枪向下开枪从五楼跳下，可以安全着地吗？| No.107(4)

By Patwf

[原文来自：www.11jj.com]

6Q [好文分享：www.11jj.com]

真空的意思到底是什么？真的是什么也没有吗？

by 孤夜

A

从真空的单位说起吧，真空的单位是Pa（帕），torr（托），或者mmHg。都是压强的单位。一般情况下，在实验室中定义的真空，笼统的来说，只要是低于大气压就可以算作真空。但是，低于大气压的状态有很多，所以我们对真空进行分级。其中，低真空为10-10-2Torr；中真空为10-2-10-5Torr；高真空为10-5-10-9Torr；超高真空小于10-9Torr。

随着人们越来越多的利用一些精密仪器，不论是用来生长材料，显微观测还是能谱测量等，都对真空环境有非常大的要求。其背后的原因就是真空并不是什么都没有！不论人们利用何种泵来获得真空环境，真空中总是会有杂质分子。其区别就是，在生长或观测的样品上，几分钟就沉积一层杂质分子和几小时沉积一层杂质的区别。

真空的定义可以有好几个层面，在量子力学或场论中，真空是哈密顿量处于基态的一种状态。（这也是经过讨论，我才学到的，嘘！学习在于交流∠(｀ω´*)敬礼）

By Fi

7Q

请问大气密度随着高度升高而减小是不是非线性降低的呀？在一定温度下粒子运动速率正态分布，那是不是高空的粒子都是质量偏低的，运动速率较高的那些？这样的话，是不是密度随着海拔升高降低的越来越慢了啊？

by 匿名

A

首先，第一个问题，在理想气体条件下，考虑重力场下的运动的粒子，其分布满足玻尔兹曼分布：分布于坐标空间dxdydz单位体积内的粒子密度为：

这里的粒子包括分布于该空间各种速度的粒子。可以看到其粒子密度随高度是指数衰减的，的确是非线性降低的，对其求导可以得到述衰减的速率也是指数形式，随高度的升高的越来越慢。指数衰减的因子是mg/KT，由于分母在特定温度下是常数，即粒子在重力场中的势能形式，粒子的质量（种类）起决定性作用，粒子质量越大，衰减的越快。也就是说，高空低质量粒子出现的概率较大。

在某一特定高度、特定温度下的粒子其速率满足的分布应该是麦克斯韦速率分布，其速率可以取从零到无穷大的任意值，并且具有该温度下的最概然速率，运动速率较高的粒子出现的概率较小。粒子的质量越小，最概然速率越大，质量变小时，该高度区间内速率大的粒子增多，但其总粒子数在温度不变、高度不变时是不变的。

综上，结论是高空处低质量粒子出现概率较大导致高空高速率的粒子出现概率变大。但有一点要提的是，某一特定高度的粒子数密度在粒子质量统一时是确定的，不随速率分布的改变而改变。