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试估计,要做汤姆孙电子实验,至少要多高的真空度?

来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/11 19:58:07
试估计,要做汤姆孙电子实验,至少要多高的真空度?
“在汤姆孙之前,人们对阴极射线的研究已有数十年的历史,但这样简单的实验迟至19世纪90年代才有人做,困难在于高真空的获得.”
问题源于《原子物理学》第四版 杨福家著 高等教育出版社
试估计,要做汤姆孙电子实验,至少要多高的真空度?
给你一个概念——分子平均自由程,
在分子的每两次连续碰撞之间所经过的路程叫做自由程(freepath).自由程也是在不断地无规则地改变着,其平均值叫做平均自由程(maenfreepath),用表示.
如果说要在实验中确保1m的距离内电子不受分子影响,就该确保分子平均自由程大于1m
分子自由程公式为l=vm·t=kT/(2^0.5·πd^2·p)
对于室温下的空气分子,λ[cm] = 5×10^-3/p[Torr]
求得当λ=1m时,p=5x10^-5[torr]=6.6x10-3Pa
也就是10的-2、-3次方Pa这个级别……
再上去-5、-6就是太空级别了.
19世纪90年代应该是用的扩散泵吧?扩散泵抽到-3、-4还是有可能的.