低真空获得和测量实验报告

实验报告陈杨PB05210097物理二班实验题目:低真空的获取和丈量实验目的:本试验主假如认识最基本的真空系统的构造,特别是低真空系统的构造。2.认识低真空的获取设施机械泵以及热传导真空计,U型真空计,高频火花真空测定仪的原理和使用。实验原理

:可见实验预习报告

.实验内容：1．察看不一样真空度时放电现象，与

U形管热偶计比较，对照:五个量级(/Torr)1203520.4

放电管无现象紫红色,红色加深紫红色出现明暗相间条

高频火花真空检漏仪淡紫色紫色充满玻璃管紫色充满整个玻璃管淡红色充满整个管纹,

条纹渐渐消逝

,从而偏浅红色0.06

淡红色到管壁荧光(兰色)

淡红色很淡,发灰

到有些低压气体在高压电场中被电离而导电，井发生辉光放电现象，辉光的颜色、形状，亮度将跟着气压的不一样而改变.但因为放电现象与节余气体的压强，成分等多种要素有关，所以观察需要凭经验，只好预计出真空度的数目级.上边的表中的现象和实验附带讲义中的现象基本切合,但有时现象变化不显然,比如红色和粉红色差异有时不大.最显然的在10-1Torr时出现了明暗相间的条纹.高频火花真空检漏仪除用作真空检漏外，也可用来预计系统内真空度的数目级.2．由实验测得的有关数据以下：极限真空度：V1=2.5×10-2Torr依据试验的操作次序开关C1和C2气阀,开机械泵，而后10秒一次记录数据．用U形管测得的数据以下：时间/s0102030405060压强/Torr572463368.6290.4229180140.6时间/s708090100110120130压强/Torr108.286.46952.64234.227时间/s140150160170压强/Torr22.216127.6用热偶真空计测得的数据以下：时间/s0304050607395压强/×10-2Torr201098765时间/s127147232压强/×10-2Torr43.53.03.为了便于剖析这些数据，数据由Origin剖析获取图像：以下是用Origin获取的第二个用U形管图线性拟合的数据:[2007/4/516:51"/Graph2"(2454195)]LinearFitforData1_Aonlinearizedscales.yscale(Y)=A+B*xscale(X)wherescale( )isthecurrentaxisscalefunction.ParameterValueError---------------------------------------------------A261.833992.38801B-40.843610.52931---------------------------------------------------SDNP----------------------------------------------------0.998662.8487218<0.0001---------------------------------------------------由数据能够知道,直线的斜率为-40.84361,因为上图压强是x轴,时间是y轴，则-dlnp=-1/-40.84361=0.0245/s.dt定容法测机械泵的抽速设被抽闲间的容积为V，气体压强为P，则所抽气体量可用PV表示（注意气体的克分子数nPV）.令机械泵的有效RT抽速为S,则单位时间内抽出的气体量Q=PS,此为抽气口的气体流量,同时此流量等于气体总量的减少率,即d(PV)(6.1.1)dt因为V是被抽容积，为恒量，故有PSdP（）Vdt对上式积分，得S(6.1.3)PP0eV式中P0是t=0时刻容器内气体的压强（）式表示被抽闲间的压强P随时间t的变化关系.注意d（lnP0）=0，（）式可写成Sd(lnP)(6.1.4)Vdt实验时的容器的体积V=2L，代入到(6.1.4)可得：d(lnP)0.0490L/s抽速SV20.0245dt偏差剖析：定容法测机械泵有效抽速的长处是，操作简单，只需求一个真空规，一个秒表和一个适合大小的容器即可.弊端是在抽速过大时，P－t关系难测准.别的，使用的容器过小，将导致丈量上的困难和实验结果的偏差.而V过大，则放气严重，在某一瞬时容器内的压强很不平均，所以丈量获取的数据常常偏差较大.实验中的注意事项操作玻璃真空系统时，一定慎重.未设计好实验方案并经教员赞同以前，切忌乱动.实验进行时,转动活塞要迟缓.察看放电现象时，不得触摸高压电源及有关部分，以免触电.机械泵停止工作后，一定放大气入机械泵.思虑题1）放大气入系统时,放气要迟缓,为何?如何操作活塞?答:放气慢是从两个方面来考虑的,一是放气太快,汞降落的也太快,丈量时汞液面上涨也会太快,影响丈量的数据,还会出现有时的汞液面上跳的现象;二是上涨太快可能会破坏仪器.操作活塞时,左手握住玻璃管,右手慢慢拧开活塞,一听见灰心的声音,就要慢慢来.2）机械泵停泵后，一定注意什么事项,为何？答:机械泵工作时由电动灵活力保持者抽气口和排气口的压强差，一旦停止工作，排气口的大气压将把真空泵油压到定子腔中，造成返油事故.所以，机械泵停止工作后一定使抽气口与大气相通，使泵的进