Методы получения высокого и сверхвысокого вакуума. Дикарев Ю.И - 16 стр.

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ВГУ | Воронеж

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ɇɚɩɪɚɜɥɟɧɧɨɟ ɞɜɢɠɟɧɢɟ ɩɪɟɞɜɚɪɢɬɟɥɶɧɨ ɡɚɪɹɠɟɧɧɵɯ ɦɨɥɟɤɭɥ ɩɨɞ
ɞɟɣɫɬɜɢɟɦ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɝɨ ɩɨɥɹ ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɨɫɧɨɜɨɣ ɪɚɛɨɬɵ ɢɨɧɧɵɯ ɧɚɫɨɫɨɜ.
ɂɫɩɚɪɢɬɟɥɶɧɵɟ ɧɚɫɨɫɵ ɪɚɛɨɬɚɸɬ ɧɚ ɩɪɢɧɰɢɩɟ ɯɟɦɨɫɨɪɛɰɢɢ. Ɏɢɡɢɱɟ-
ɫɤɚɹ ɚɞɫɨɪɛɰɢɹ ɢ ɤɨɧɞɟɧɫɚɰɢɹ ɢɫɩɨɥɶɡɭɸɬɫɹ ɞɥɹ ɨɬɤɚɱɤɢ ɝɚɡɨɜ ɤɪɢɨɫɨɪɛ-
ɰɢɨɧɧɵɦɢ ɧɚɫɨɫɚɦɢ: ɤɪɢɨɚɞɫɨɪɛɰɢɨɧɧɵɦɢ ɢ ɤɪɢɨɤɨɧɞɟɧɫɚɰɢɨɧɧɵɦɢ.
ɉɪɢɧɰɢɩ ɢɨɧɧɨɣ ɨɬɤɚɱɤɢ ɫɨɜɦɟɫɬɧɨ ɫ ɫɨɪɛɰɢɨɧɧɵɦ ɢɫɩɨɥɶɡɭɟɬɫɹ ɜ
ɤɨɧɫɬɪɭɤɰɢɹɯ ɢɨɧɧɨ-ɫɨɪɛɰɢɨɧɧɵɯ ɧɚɫɨɫɨɜ.
2.1. ɂɨɧɧɚɹ ɨɬɤɚɱɤɚ
Ɉɬɤɚɱɢɜɚɸɳɟɟ ɞɟɣɫɬɜɢɟ ɢɨɧɧɵɯ ɧɚɫɨɫɨɜ ɨɫɧɨɜɚɧɨ ɧɚ ɩɪɟɞɜɚɪɢɬɟɥɶ-
ɧɨɣ ɢɨɧɢɡɚɰɢɢ ɦɨɥɟɤɭɥ ɨɬɤɚɱɢɜɚɟɦɨɝɨ ɝɚɡɚ, ɢɯ ɜɵɬɹɝɢɜɚɧɢɹ ɢɡ ɡɨɧɵ ɢɨɧɢ-
ɡɚɰɢɢ ɩɨɫɪɟɞɫɬɜɨɦ ɩɨɫɬɨɹɧɧɨɝɨ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɝɨ ɩɨɥɹ, ɧɟɣɬɪɚɥɢɡɚɰɢɢ ɭ ɜɵ-
ɯɨɞɧɨɝɨ ɩɚɬɪɭɛɤɚ ɢ ɨɬɤɚɱɤɟ ɧɚɫɨɫɨɦ ɩɪɟɞɜɚɪɢɬɟɥɶɧɨɝɨ ɪɚɡɪɹɠɟɧɢɹ.
ɂɨɧɢɡɚɰɢɹ ɦɨɥɟɤɭɥ ɨɫɬɚɬɨɱɧɵɯ ɝɚɡɨɜ ɫ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɟɦ ɫɜɨɛɨɞɧɵɯ
ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɢ ɩɨɥɨɠɢɬɟɥɶɧɵɯ ɢɨɧɨɜ ɜɨɡɦɨɠɧɚ ɩɪɢ ɜɨɡɞɟɣɫɬɜɢɢ ɧɚ ɦɨɥɟɤɭ-
ɥɭ D-, E- ɢɥɢ J-ɢɡɥɭɱɟɧɢɹ ɫ ɷɧɟɪɝɢɟɣ, ɩɪɟɜɵɲɚɸɳɟɣ ɷɧɟɪɝɢɸ ɢɨɧɢɡɚɰɢɢ
ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɭɸɳɢɯ ɝɚɡɨɜ. ɇɚɢɛɨɥɟɟ ɱɚɫɬɨ ɞɥɹ ɢɨɧɢɡɚɰɢɢ ɨɫɬɚɬɨɱɧɵɯ ɝɚɡɨɜ
ɢɫɩɨɥɶɡɭɟɬɫɹ ɷɥɟɤɬɪɨɧɧɚɹ ɛɨɦɛɚɪɞɢɪɨɜɤɚ.
ɇɚ ɪɢɫ. 12 ɩɨɤɚɡɚɧɚ ɫɯɟɦɚ ɪɚɛɨɬɵ ɢɨɧɧɨɝɨ ɧɚɫɨɫɚ. Ƚɚɡ, ɩɨɫɬɭɩɚɸɳɢɣ
ɜ ɧɚɫɨɫ, ɢɨɧɢɡɢɪɭɟɬɫɹ ɜ ɩɪɨɫɬɪɚɧɫɬɜɟ ɢɨɧɢɡɚɰɢɢ 1, ɚ ɡɚɬɟɦ ɫ ɩɨɦɨɳɶɸ ɭɫ-
ɤɨɪɹɸɳɢɯ ɷɥɟɤɬɪɨɞɨɜ 2, ɤ ɤɨɬɨɪɵɦ ɩɪɢɥɨɠɟɧɚ ɪɚɡɧɨɫɬɶ ɩɨɬɟɧɰɢɚɥɨɜ U
(~100–150 ȼ) ɧɚɩɪɚɜɥɹɟɬɫɹ ɤ ɜɵɯɨɞɧɨɦɭ ɩɚɬɪɭɛɤɭ ɧɚɫɨɫɚ. Ɂɞɟɫɶ ɢɨɧɵ ɧɟɣ-
ɬɪɚɥɢɡɭɸɬɫɹ ɢ ɨɬɤɚɱɢɜɚɸɬɫɹ ɧɚɫɨɫɨɦ ɩɪɟɞɜɚɪɢɬɟɥɶɧɨɝɨ ɪɚɡɪɹɠɟɧɢɹ.
ȼ ɬɚɤɨɦ ɧɚɫɨɫɟ ɫɭɳɟɫɬɜɭɟɬ ɩɪɹɦɨɣ ɩɨɬɨɤ ɨɬɤɚɱɢɜɚɟɦɨɝɨ ɝɚɡɚ Q
1
, ɨɩ-
ɪɟɞɟɥɹɟɦɵɣ ɢɨɧɧɵɦ ɬɨɤɨɦ I
i
ɜ ɰɟɩɢ ɭɫɤɨɪɹɸɳɢɯ ɷɥɟɤɬɪɨɞɨɜ 2:
Q
1
= kT
.
I
i
/q,
ɝɞɟ q – ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɢɣ ɡɚɪɹɞ ɢɨɧɚ.
Ɉɛɪɚɬɧɵɣ ɩɨɬɨɤ ɧɟɣɬɪɚɥɶɧɵɯ ɦɨɥɟɤɭɥ ɡɚɜɢɫɢɬ ɨɬ ɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɢ ɧɚɫɨ-
ɫɚ U ɢ ɪɚɡɧɨɫɬɢ ɞɚɜɥɟɧɢɣ ɧɚ ɜɯɨɞɟ Ɋ
ɜɯ.
ɢ ɜɵɯɨɞɟ Ɋ
ɜɵɯ.
ɧɚɫɨɫɚ:
Q
ɨɛɪ.
= U(Ɋ
ɜɵɯ.
– Ɋ
ɜɯ.
).
ɗɮɮɟɤɬɢɜɧɚɹ ɩɪɨɢɡɜɨɞɢɬɟɥɶɧɨɫɬɶ ɧɚɫɨɫɚ ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬɫɹ ɪɚɡɧɨɫɬɶɸ
ɩɪɹɦɨɝɨ ɢ ɨɛɪɚɬɧɨɝɨ ɩɨɬɨɤɨɜ:
Q
ɧ
= Q
ɩɪ.
– Q
ɨɛɪ.
= kT
.
I
i
/q – U(Ɋ
ɜɵɯ.
– Ɋ
ɜɯ.
),
ɚ ɛɵɫɬɪɨɬɚ ɨɬɤɚɱɤɢ ɧɚɫɨɫɚ
16
     ɇɚɩɪɚɜɥɟɧɧɨɟ ɞɜɢɠɟɧɢɟ ɩɪɟɞɜɚɪɢɬɟɥɶɧɨ ɡɚɪɹɠɟɧɧɵɯ ɦɨɥɟɤɭɥ ɩɨɞ
ɞɟɣɫɬɜɢɟɦ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɝɨ ɩɨɥɹ ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɨɫɧɨɜɨɣ ɪɚɛɨɬɵ ɢɨɧɧɵɯ ɧɚɫɨɫɨɜ.
     ɂɫɩɚɪɢɬɟɥɶɧɵɟ ɧɚɫɨɫɵ ɪɚɛɨɬɚɸɬ ɧɚ ɩɪɢɧɰɢɩɟ ɯɟɦɨɫɨɪɛɰɢɢ. Ɏɢɡɢɱɟ-
ɫɤɚɹ ɚɞɫɨɪɛɰɢɹ ɢ ɤɨɧɞɟɧɫɚɰɢɹ ɢɫɩɨɥɶɡɭɸɬɫɹ ɞɥɹ ɨɬɤɚɱɤɢ ɝɚɡɨɜ ɤɪɢɨɫɨɪɛ-
ɰɢɨɧɧɵɦɢ ɧɚɫɨɫɚɦɢ: ɤɪɢɨɚɞɫɨɪɛɰɢɨɧɧɵɦɢ ɢ ɤɪɢɨɤɨɧɞɟɧɫɚɰɢɨɧɧɵɦɢ.
     ɉɪɢɧɰɢɩ ɢɨɧɧɨɣ ɨɬɤɚɱɤɢ ɫɨɜɦɟɫɬɧɨ ɫ ɫɨɪɛɰɢɨɧɧɵɦ ɢɫɩɨɥɶɡɭɟɬɫɹ ɜ
ɤɨɧɫɬɪɭɤɰɢɹɯ ɢɨɧɧɨ-ɫɨɪɛɰɢɨɧɧɵɯ ɧɚɫɨɫɨɜ.

    2.1. ɂɨɧɧɚɹ ɨɬɤɚɱɤɚ

     Ɉɬɤɚɱɢɜɚɸɳɟɟ ɞɟɣɫɬɜɢɟ ɢɨɧɧɵɯ ɧɚɫɨɫɨɜ ɨɫɧɨɜɚɧɨ ɧɚ ɩɪɟɞɜɚɪɢɬɟɥɶ-
ɧɨɣ ɢɨɧɢɡɚɰɢɢ ɦɨɥɟɤɭɥ ɨɬɤɚɱɢɜɚɟɦɨɝɨ ɝɚɡɚ, ɢɯ ɜɵɬɹɝɢɜɚɧɢɹ ɢɡ ɡɨɧɵ ɢɨɧɢ-
ɡɚɰɢɢ ɩɨɫɪɟɞɫɬɜɨɦ ɩɨɫɬɨɹɧɧɨɝɨ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɝɨ ɩɨɥɹ, ɧɟɣɬɪɚɥɢɡɚɰɢɢ ɭ ɜɵ-
ɯɨɞɧɨɝɨ ɩɚɬɪɭɛɤɚ ɢ ɨɬɤɚɱɤɟ ɧɚɫɨɫɨɦ ɩɪɟɞɜɚɪɢɬɟɥɶɧɨɝɨ ɪɚɡɪɹɠɟɧɢɹ.
     ɂɨɧɢɡɚɰɢɹ ɦɨɥɟɤɭɥ ɨɫɬɚɬɨɱɧɵɯ ɝɚɡɨɜ ɫ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɟɦ ɫɜɨɛɨɞɧɵɯ
ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɢ ɩɨɥɨɠɢɬɟɥɶɧɵɯ ɢɨɧɨɜ ɜɨɡɦɨɠɧɚ ɩɪɢ ɜɨɡɞɟɣɫɬɜɢɢ ɧɚ ɦɨɥɟɤɭ-
ɥɭ D-, E- ɢɥɢ J-ɢɡɥɭɱɟɧɢɹ ɫ ɷɧɟɪɝɢɟɣ, ɩɪɟɜɵɲɚɸɳɟɣ ɷɧɟɪɝɢɸ ɢɨɧɢɡɚɰɢɢ
ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɭɸɳɢɯ ɝɚɡɨɜ. ɇɚɢɛɨɥɟɟ ɱɚɫɬɨ ɞɥɹ ɢɨɧɢɡɚɰɢɢ ɨɫɬɚɬɨɱɧɵɯ ɝɚɡɨɜ
ɢɫɩɨɥɶɡɭɟɬɫɹ ɷɥɟɤɬɪɨɧɧɚɹ ɛɨɦɛɚɪɞɢɪɨɜɤɚ.
     ɇɚ ɪɢɫ. 12 ɩɨɤɚɡɚɧɚ ɫɯɟɦɚ ɪɚɛɨɬɵ ɢɨɧɧɨɝɨ ɧɚɫɨɫɚ. Ƚɚɡ, ɩɨɫɬɭɩɚɸɳɢɣ
ɜ ɧɚɫɨɫ, ɢɨɧɢɡɢɪɭɟɬɫɹ ɜ ɩɪɨɫɬɪɚɧɫɬɜɟ ɢɨɧɢɡɚɰɢɢ 1, ɚ ɡɚɬɟɦ ɫ ɩɨɦɨɳɶɸ ɭɫ-
ɤɨɪɹɸɳɢɯ ɷɥɟɤɬɪɨɞɨɜ 2, ɤ ɤɨɬɨɪɵɦ ɩɪɢɥɨɠɟɧɚ ɪɚɡɧɨɫɬɶ ɩɨɬɟɧɰɢɚɥɨɜ U
(~100–150 ȼ) ɧɚɩɪɚɜɥɹɟɬɫɹ ɤ ɜɵɯɨɞɧɨɦɭ ɩɚɬɪɭɛɤɭ ɧɚɫɨɫɚ. Ɂɞɟɫɶ ɢɨɧɵ ɧɟɣ-
ɬɪɚɥɢɡɭɸɬɫɹ ɢ ɨɬɤɚɱɢɜɚɸɬɫɹ ɧɚɫɨɫɨɦ ɩɪɟɞɜɚɪɢɬɟɥɶɧɨɝɨ ɪɚɡɪɹɠɟɧɢɹ.
     ȼ ɬɚɤɨɦ ɧɚɫɨɫɟ ɫɭɳɟɫɬɜɭɟɬ ɩɪɹɦɨɣ ɩɨɬɨɤ ɨɬɤɚɱɢɜɚɟɦɨɝɨ ɝɚɡɚ Q1, ɨɩ-
ɪɟɞɟɥɹɟɦɵɣ ɢɨɧɧɵɦ ɬɨɤɨɦ Ii ɜ ɰɟɩɢ ɭɫɤɨɪɹɸɳɢɯ ɷɥɟɤɬɪɨɞɨɜ 2:
                                 Q1 = kT.Ii/q,
ɝɞɟ q – ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɢɣ ɡɚɪɹɞ ɢɨɧɚ.
     Ɉɛɪɚɬɧɵɣ ɩɨɬɨɤ ɧɟɣɬɪɚɥɶɧɵɯ ɦɨɥɟɤɭɥ ɡɚɜɢɫɢɬ ɨɬ ɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɢ ɧɚɫɨ-
ɫɚ U ɢ ɪɚɡɧɨɫɬɢ ɞɚɜɥɟɧɢɣ ɧɚ ɜɯɨɞɟ Ɋɜɯ. ɢ ɜɵɯɨɞɟ Ɋɜɵɯ. ɧɚɫɨɫɚ:
                            Qɨɛɪ. = U(Ɋɜɵɯ. – Ɋɜɯ.).
     ɗɮɮɟɤɬɢɜɧɚɹ ɩɪɨɢɡɜɨɞɢɬɟɥɶɧɨɫɬɶ ɧɚɫɨɫɚ ɨɩɪɟɞɟɥɹɟɬɫɹ ɪɚɡɧɨɫɬɶɸ
ɩɪɹɦɨɝɨ ɢ ɨɛɪɚɬɧɨɝɨ ɩɨɬɨɤɨɜ:
                  Qɧ = Qɩɪ. – Qɨɛɪ. = kT.Ii/q – U(Ɋɜɵɯ. – Ɋɜɯ.),
     ɚ ɛɵɫɬɪɨɬɚ ɨɬɤɚɱɤɢ ɧɚɫɨɫɚ


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