基本概念

按其詞源原本是指虛空，即一無所有的空間。工業(yè)和真空科學(xué)上的真空指的是，當(dāng)容器中的壓力低于大氣壓力時，把低于大氣壓力的部分叫做真空，而容器內(nèi)的壓力叫絕對壓力；另一種說法是，凡壓力比大氣壓力低的容器里的空間都稱做真空。工業(yè)真空有程度上的區(qū)別：當(dāng)容器內(nèi)沒有壓力即絕對壓力等于零時，叫做完全真空；其余叫做不完全真空。而狹義相對論等狄拉克之前的物理理論中的真空則特指不存在任何物質(zhì)的空間狀態(tài)，對應(yīng)于工業(yè)里的完全真空。按現(xiàn)代物理量子場論的觀點(diǎn)，真空不空，其中包含著極為豐富的物理內(nèi)容。狹義相對論等理論中的真空只是普朗克常數(shù)趨于0時的近似情形。

真空科學(xué)

遠(yuǎn)在1643年，意大利物理學(xué)家托里拆利發(fā)現(xiàn)，真空和自然空間有大氣和大氣壓力存在。他將一根一端封閉的長玻璃管灌滿汞，并倒立于汞槽中時，發(fā)現(xiàn)管中汞面下降，直至與管外的汞面相差76厘米時為止。托里拆利認(rèn)為，玻璃管汞面上的空間是真空，76厘米高的汞柱是因?yàn)榇嬖诖髿鈮毫Φ木壒省?/p>

1650年，德國的蓋利克制成活塞真空泵。

1654年，他在馬德堡進(jìn)行了著名的馬德堡半球試驗(yàn)：用真空泵將兩個合在一起的、直徑為14英寸（35。5厘米）的銅半球抽成真空，然后用兩組各八匹馬以相反方向拉拽銅球，始終未能將兩半球分開。這個著名的試驗(yàn)又一次證明，空間有大氣存在，且大氣有巨大的壓力。為了紀(jì)念托里拆利在科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)和貢獻(xiàn)，以往習(xí)用的真空壓力單位就是用他的名字命名的。

19世紀(jì)中后期，英國工業(yè)革命的成功，促進(jìn)了生產(chǎn)力和科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)展，同時也推動了真空技術(shù)的發(fā)展。

1850年和1865年，先后發(fā)明了汞柱真空泵和汞滴真空泵，從而研制成了白熾燈泡（1879）、陰極射線管（1879）、杜瓦瓶（1893）和壓縮式真空計（1874）。壓縮式真空計的應(yīng)用首次使低壓力的測量成為可能。

20世紀(jì)初，真空電子管出現(xiàn)，促使真空技術(shù)向高真空發(fā)展。

1935～1937年發(fā)明了氣鎮(zhèn)真空泵、油擴(kuò)散泵和冷陰極電離計。這些成果和1906年制成的皮拉尼真空計至今仍為大多數(shù)真空系統(tǒng)所常用。

1940年以后，真空應(yīng)用擴(kuò)大到核研究（回旋加速器和同位素分離等）、真空冶金、真空鍍膜和冷凍干燥等方面，真空技術(shù)開始成為一個獨(dú)立的學(xué)科。第二次世界大戰(zhàn)期間，原子物理試驗(yàn)的需要和通信對高質(zhì)量電真空器件的需要，又進(jìn)一步促進(jìn)了真空技術(shù)的發(fā)展。

基本原理

真空是物理學(xué)里面的一個概念，最開始反映的是空無一物的狀態(tài)，類似于“無”。20世紀(jì)P.A.M。狄拉克提出了所謂量子真空的概念，即真空并不是空無一物而是時刻有虛粒子與實(shí)物粒子轉(zhuǎn)化的，但整體是對外不顯物理屬性的宏觀總體。真空是能量世界，是一個不斷振蕩的充滿著巨大能量的客觀存在；而空間只是數(shù)學(xué)上的一個概念，是反映的是運(yùn)動的屬性和幾何大小的概念。也就是說，空間和真空一個是數(shù)學(xué)概念一個是物理概念，二者沒有絲毫的包含關(guān)系。真空的屬性的確需要使用空間來描述，但那只是種數(shù)學(xué)表示，是為了方便研究才引入的參量，并不是說真空的性質(zhì)取決于空間。