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动态流量法的理论问题

分子流理论是动态流量法的理论基础。但是在超高真空和极高真空区间,分子流理论的前提假设条件已难以完全满足,一些基本

定律已不完全适用。

动态流量法的特点是将大流量的气流注人到校准室中,通过比较大的流导U2进行抽气,建立起动态平衡的气流状态,所以此法可

以忽略吸附和解吸的影响。但是这种较强的定向气流,会使各向同性的分子流状态发生崎变。

通过理想小孔的分子流,其气流密度的角分布是符合余弦散射定律的,在极坐标上此气流密度角分布的花样是球面形的。但是通

过实际小孔(短管)的分子流,其气流密度角分布的花样就不再是球面形的了,而呈椭球面形,即发生了分子聚束效应。这种聚束

效应使容器中的气流状态具有方向性,从而使分子速度的分布偏离麦克斯韦分布定律。

容器壁存在着吸附效应,容器壁面过于光滑或粗糙将会使分子发生镜面反射或反向散射,在导管中存在气流的滑动、爬移、飞越

等流动形式,都导致分子碰壁后的散射偏离余弦散射定律。

当校准系统中存在着低温泵、高温阴极等冷、热源时,会使气流的热平衡条件遭到破坏。在这样的非均匀热力学环境中,分子速

度分布不再符合麦克斯韦分布定律。

总之,在超高真空和极高真空下,气体分子平均自由程越来越大,空间分子数越来越少,容器表面上发生的效应具有更大的重要

性。以描述空间分子状态为主的分子流理论必须向前发展,才能描述这种压力下的物理现象。同时在超稀薄的非均匀的分子流状

态下,“压力”这一属于各向同性的流体静力学的物理概念,已失去了它原来的物理意义,起伏效应变得明显,统计学的近似性

就表现出来了。

由克努曾(1909年)和斯莫尔霍夫斯基(1910年)两人莫定的,随后由克劳辛(1932年)等人发展起来的分子流理论,随着扩散泵抽速

测量等研究的发展,已有很大的提高。但是随着动态流量法校准研究的深人,又提出分子流理论尚未解决的许多新课题。目前,

首先应该把分子流理论的已有成果进一步引进到动态流量法校准的设计中去,尽可能避免偏离分子流理论所要求的条件,以提高

校准工作的精度。反过来,随着校准研究的发展,也必然会推动分子流理论向更高级的阶段前进。


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