真空場

事實上，電磁場是真空場及其與周圍事物發(fā)生相互作用的一種表現(xiàn)。電和磁其實也是一種事物的兩種表現(xiàn)，電荷在真空場中相對你運(yùn)動，你就能測到磁場的產(chǎn)生，當(dāng)你也和電荷一起運(yùn)動時卻發(fā)覺不了磁場。然而當(dāng)電荷在做變速運(yùn)動時，就難以保持相對靜止了，這是有電磁波產(chǎn)生。從這里也可以解釋光速“不變性”這個相對運(yùn)動，更本質(zhì)上是相對你所處的真空場的運(yùn)動。不過這里的真空場和歷史上的以太不一樣。它是有一定運(yùn)動性質(zhì)的。電荷在真空場中做變速運(yùn)動時的速度由麥克斯韋計算得到是 C，這個常數(shù)有一定意義，是一定條件下速度的一個限。為何是它？這是由周圍真空場的性質(zhì)決定的。且有現(xiàn)在都認(rèn)可的基本公真空中光速和真空的磁導(dǎo)率有關(guān)，一般特定物質(zhì)和特定真空中其數(shù)值是恒定的也就是說我們平時并沒有注意真空的性質(zhì)，更沒有真空場的概念，只有當(dāng)真空場有角度變化和相互作用時產(chǎn)生電磁場的時候，我們才會研究，并且僅研究電磁場，這使得研究撲朔迷離，很多電磁場性質(zhì)不能從第一性原理去解釋，甚至不能統(tǒng)一電和磁。

經(jīng)典真空場與“絕對虛無”真空場可以容納一般的物質(zhì)，而“絕對虛無”不能，事實上“絕度虛無”有時很難想象，沒有物質(zhì)，光，和空間，試想我們所處的宇宙變?yōu)樘摕o會是什么樣子，并不是空曠的，而是縮漸漸為一點，沒有空間可言。其發(fā)覺亦難。而真空場則蘊(yùn)含著各種暗物質(zhì)，容納著明物質(zhì)，是宇宙萬物的基本元素。使得宇宙有了在某中條件下可以相對量度的大小空間。當(dāng)宇宙飛船離開地球大氣層，飛向月球時，它如果不選大的天體作為參考系時，很難發(fā)現(xiàn)自己在運(yùn)動，并好奇，究竟是什么阻礙了它不能直接到達(dá)月球，使得它連日地飛行。其實這就是真空場的作用，宇宙飛船和月球之間“充滿”真空場，飛船要想達(dá)到月球必須經(jīng)過之間的真空場，而研究真空場有利于飛船快速穩(wěn)定安全地飛行，甚至在某種情況下實現(xiàn)瞬間移動，當(dāng)然這是兩面性的，我們要合理利用，避免亂用。

超大真空統(tǒng)一場理論認(rèn)為真空不空，真空包含真空物質(zhì)，把平直真空中的非形變真空物質(zhì)定義為具有物理意義的“真空”，形變后的真空物質(zhì)為一種廣義的“場”，非形變和形變后的真空物質(zhì)統(tǒng)稱“真空場” 。真空場“容納萬物”，并不是虛無的。光，事實上是在真空場中傳播的，電磁場與真空場有本質(zhì)關(guān)系；物質(zhì)場與真空場，是大千世界的組成基元；雖說宇宙中的各種場（比如電磁，磁場）性質(zhì)引起了很多假說，但真空場是一種更基本的物質(zhì)，是構(gòu)成大千世界的二元之一。

自從愛因斯坦的相對論中提出了光速不變假設(shè)，自然科學(xué)好像少了一份自然直觀理解，盡管由此基本定理相應(yīng)推出了許多理論，但一切似乎只在數(shù)字公式中摸索中行進(jìn)，光本光明，怎么會這樣。聲音的本質(zhì)是振動帶來的感官效應(yīng)，一般媒介是空氣，這里不妨叫做空氣場，空氣之所以能傳播聲音是因為空氣能跟著振源一齊振動并且產(chǎn)生疏密壓強(qiáng)把這種頻振傳向遠(yuǎn)處，可以說是振源激發(fā)了空氣的振動，聲音在空氣場中傳播。那么光的傳播呢，光可以在真空中傳播，與此類似的可以說光源在一點激發(fā)了真空場的“振動”，并且迂回（電場和磁場）互振，產(chǎn)生電磁波。

一旦在真空場中激發(fā)了光，光就在你周圍的真空場中運(yùn)動，和光源運(yùn)動與否無關(guān)，光源只是保證連續(xù)的激發(fā)真空場產(chǎn)生光，但帶不動光的運(yùn)動。這與以下情景是相似的：靜止的人敲打銅鑼與奔跑的人敲打的人敲打銅鑼產(chǎn)生的聲波速度都一樣，這里人的運(yùn)動好比光源的運(yùn)動，或者另一種情形：奔跑中的人向河水中投擲小石子，激起水波，靜止的人向河水中投擲小石子，也激起水波，等水波穩(wěn)定地向四周傳播時，兩種水波的傳播速度是一樣的，傳播的速度與水的性質(zhì)和重力場有關(guān)，與人的是否奔跑無關(guān)，這里人的運(yùn)動也好比光源的運(yùn)動。這是真空場理論中“光速不變”的含義及理論之一。光速不變的其它含義與證明需要研究好真空場性質(zhì)后才能得到答案。光是一種真空場的振動，當(dāng)這種振動與周圍物質(zhì)相互作用時就會產(chǎn)生我們知道的光的許多性質(zhì)。用真空場理論可以很好地解釋“光速不變”。我們知道的電磁波在真空中傳播的速度在相對慣性系中是“常數(shù) c”。這是有所處的真空場和大環(huán)境有關(guān)，但不同處的真空場中光的速度不一定一樣，這是由于真空場純度和所處環(huán)境不同，所選參考物有關(guān)。光速是一種極限，這說明，真空場的振動是一種基本元在振動，真空場是一種可以最基本的“物質(zhì)”，另一中基本物質(zhì)是純物質(zhì)場。光受引力作用時光路有變，光速亦變，這個變化是相對的，隨著慣性場的選擇不同而不同。光是真空場的振動，而其粒子性是由其頻率較高，真空場的基礎(chǔ)場性質(zhì)決定的。光與低頻電磁波的不同在于其真空場的振動頻不同。

一般的物質(zhì)，無論是明是暗是，可以看成絕對的真空場和物質(zhì)場混合組成的，而絕對的真空場和絕對的物質(zhì)場是“不存在”的。我們只能理想化的研究，只考慮物質(zhì)粒子的物質(zhì)性是不夠的，也要考慮它的真空性，按照現(xiàn)在的分級核式模型，物質(zhì)內(nèi)部有分級遞增的真空場，而現(xiàn)在只能想象成電子的高速運(yùn)動，這帶來了過于繁瑣數(shù)學(xué)計算與非原理性假設(shè)與假說。如果考慮了真空場與物質(zhì)場的性質(zhì)與其轉(zhuǎn)化，就比較明了了，不是僅有一種理論可以解釋某些現(xiàn)象，選擇比較可以妥當(dāng)研究，比較有第一性的理論最好，而真空場理論就是很好的選擇。量子理論考慮了物質(zhì)的和能量的量子性，如果再考慮了空間的量子性，那么量子力學(xué)就會有新的突破。認(rèn)識不能太絕對，真空場和物質(zhì)場是相互矛盾又相互依存的，研究中有時我們不可以把真空看成絕對的真空，物質(zhì)看成絕對的真空。一切事物都是虛無和存在之間的，即真空場和物質(zhì)場混合的產(chǎn)物，這里合一以后，真空場理論和物質(zhì)場理論只是理論，現(xiàn)實中你難以發(fā)現(xiàn)獲繪制“純的”真空場和物質(zhì)場。中國春秋時期的老子有“一生二，二生三，三生世界”的理論，這和真空場與物質(zhì)場二元論本質(zhì)上是相同的，真空場和物質(zhì)場相互混合，組成大千世界?；旌戏绞娇刹皇且话愕呐帕薪M合與比例能計算的。包括組成比例，組成機(jī)構(gòu)，運(yùn)動方式等。二元在一元情況下研究就出現(xiàn)了核式模型，這是把真空看成了與物質(zhì)組成無關(guān)的事物，這也就遇到了困難，猶如當(dāng)初沒有考慮時間，空間和物質(zhì)運(yùn)動聯(lián)系一樣，造成一個理論和科技上的瓶頸，當(dāng)然現(xiàn)在已把時間長短和物質(zhì)大小和相對運(yùn)動速度大小聯(lián)系在一起，但沒有徹底的認(rèn)識真空的性質(zhì)，也沒有真空場的概念，許多已經(jīng)證實了的和相對論有關(guān)的現(xiàn)象正好也證明了真空場理論的第一性原理。

有了真空場的思想和理論 ，現(xiàn)在的物理學(xué)會有很多新的突破，哲學(xué)也會進(jìn)步。這是對自然科學(xué)基本研究的基本思想上的進(jìn)步。首先，真空場理論在運(yùn)輸宇航方面會有應(yīng)用，我們的隔空而達(dá)思想有了基本依據(jù)，這需要把真空場的性質(zhì)研究好；其次，真空場在現(xiàn)代量子理論，粒子物理理論方面，會大顯伸手，以往難以計算的和難以理解的事物會變大明了起來，比如量子物理應(yīng)用真空場的概念，并加以空間量子化（真空場量子化），會很好的解釋物質(zhì)的組成機(jī)理和許多隧道效應(yīng)，這或許會使某些人感覺自己以前走了很多彎路，應(yīng)承認(rèn)現(xiàn)在量子理論在前進(jìn)的道路上遇到很多問題，限制了其發(fā)展，比如在認(rèn)識現(xiàn)象上，在解釋薛定諤方程的原理時，都需要突破。所以盡早推廣真空場理論非常重要。但任重道遠(yuǎn)，我們還有很多路要走。我們現(xiàn)在要做的是在基礎(chǔ)理論中加入真空場的理論，試著用真空場理論去解釋一些用現(xiàn)有理論無法從第一性原理解釋的物理現(xiàn)象，逐步熟悉真空場的性質(zhì)。逐步合理地應(yīng)用真空場理論指導(dǎo)學(xué)術(shù)理論和實際生產(chǎn)。2100433B

場發(fā)射真空傳感器是采用MEMS加工工藝研制一種新型的基于硅尖陣列場發(fā)射原理的微型真空傳感器。通過理論分析， 確立了該種傳感器中硅尖場發(fā)射電流與真空度的關(guān)系。并利用干法刻蝕工藝， 在硅片上制作了高3.2μm， 曲率半徑小于70nm的200 ×42硅尖陣列。保持陽極與硅尖距離為1μm的情況下， 可以觀察到陽極電壓為10V左右時開始有明顯的場發(fā)射電流。

利用硅尖陣列場發(fā)射電流大小隨真空度變化而變化的現(xiàn)象， 研制了一種基于硅尖陣列場發(fā)射原理的場發(fā)射真空傳感器。利用MEMS加工工藝制作出傳感器樣機(jī)， 并搭建測試系統(tǒng)測試其特性。通過實驗發(fā)現(xiàn)， 隨著真空度的提高， 傳感器輸出電流也會隨之增大， 而且真空度越高輸出電流越大， 分辨率、靈敏度越高。

根據(jù)加熱熱源的不同，真空熔煉主要可分為真空感應(yīng)熔煉，真空電弧熔煉，電子束熔煉等3種。

真空熔煉真空感應(yīng)熔煉

將金屬爐料放入置于線圈中的坩堝內(nèi)，當(dāng)線圈接通交流電源時，在線圈中間產(chǎn)生交變磁場，爐料中即產(chǎn)生感應(yīng)電勢。由于金屬爐料本身形成一閉合回路，所以在爐料中同時產(chǎn)生了感應(yīng)電流，即渦流，爐料靠渦流加熱和熔化。利用這個原理進(jìn)行熔煉的方法稱為感應(yīng)熔煉。而處于真空條件下的感應(yīng)熔煉則為真空感應(yīng)熔煉。真空感應(yīng)熔煉能夠嚴(yán)格控制合金中活潑元素如鋁、鈦等的含量，可以有效地去除合金中的氣體和非金屬夾雜物以及有色金屬雜質(zhì)，提高合金的純凈度。但真空感應(yīng)熔煉存在著坩堝耐火材料對金屬液的沾污問題，且通常采用鋼錠模澆注，鋼錠結(jié)晶組織與普通熔煉的鑄錠組織比較并無改善。真空感應(yīng)熔煉主要用來熔煉高溫合金、精密合金及特殊鋼材料，其主要產(chǎn)品是鑄錠、精密鑄件和雙聯(lián)熔煉用的電極母材。

真空熔煉真空電弧熔煉

在真空條件下利用電弧來加熱和熔煉金屬的熔煉方法。這種熔煉方法所使用的電極有自耗電極和非自耗電極兩種。自耗電極是由被熔煉材料(即爐料)制成，在熔煉過程中它逐漸消耗;而非自耗電極系利用鎢等高熔點材料制成，在爐料熔煉過程中它基本上不消耗。采用自耗電極的真空電弧爐稱自耗電極電弧爐，簡稱自耗爐;采用非自耗電極的真空電弧爐稱非自耗電極電弧爐，簡稱非自耗爐。非自耗電極熔煉已較少使用，而自耗電極熔煉大量應(yīng)用于生產(chǎn)實踐中，成為二次重熔的主要手段之一。真空電弧熔煉的坩堝一般用銅制成，外面用水冷卻，稱為水冷銅結(jié)晶器。熔煉時，可以將自耗電極(被熔煉材料)接負(fù)極，水冷銅結(jié)晶器接正極，通電后兩極間產(chǎn)生弧光放電，將電能轉(zhuǎn)變成熱能，產(chǎn)生高溫使材料熔化。熔煉過程中液態(tài)金屬熔滴通過高溫弧區(qū)后落入金屬熔池，并在水冷銅結(jié)晶器內(nèi)凝固成錠。通過金屬液與氣相間以及熔池內(nèi)發(fā)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到提高金屬的純凈度，改善其結(jié)晶組織和性能的目的。真空電弧熔煉不受大氣、耐火材料和鑄模等的沾污;可以去除鋼及合金中的氣體和有害金屬雜質(zhì);熔煉中夾雜物也可上浮去除一部分，并可改善夾雜物在合金中的分布及形態(tài);水冷銅結(jié)晶器中的鋼錠鑄態(tài)組織比普通鑄錠為好。但真空電弧熔煉需預(yù)制電極，且鋼錠表面較差。真空電弧熔煉可用來熔煉鈦、鋯、鎢、鉬等活潑金屬、難熔金屬以及它們的合金，也可用來熔煉高溫合金及有特殊用途的鋼和合金。

真空熔煉電子束熔煉

在高真空環(huán)境中，將陰極材料(通常選用難熔金屬如鎢等)加熱至高溫后，在高壓直流電作用下發(fā)射電子，用磁透鏡聚集成電子束，并在陽極的加速下，以高速射向陽極(做成電極的被熔物料相當(dāng)于陽極)，當(dāng)高速的電子束射到電極表面碰撞時，由動能轉(zhuǎn)變成的熱能將被熔物料熔化。它不僅能熔化電極，而且有一部分能量可以用來加熱金屬液面，使熔池保持必要的溫度和時間，以利于金屬的精煉。最后金屬液在水冷結(jié)晶器中凝固成錠。電子束熔煉也稱電子轟擊爐熔煉。電子束熔煉具有突出的優(yōu)點：工作真空度高(約10-～10-Pa)，非常有利于去除氣體、非金屬夾雜物及金屬雜質(zhì);熔煉溫度高，冶金反應(yīng)充分，能熔煉任何難熔金屬;金屬熔滴匯聚在水冷結(jié)晶器內(nèi)，可以有效地控制熔池溫度和冷凝速度，有利于獲得良好的金屬錠組織。電子束熔煉的應(yīng)用范圍已從難熔金屬擴(kuò)展到高溫合金、精密合金、半導(dǎo)體材料和一些具有特殊用途鋼種的熔煉。只是由于其設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建設(shè)投資昂貴等原因限制了它的發(fā)展規(guī)模。

現(xiàn)代許多高精密度的產(chǎn)品在制造過程中的某些階段必需

真空(2張)

使用程度不一的真空才能制造，如半導(dǎo)體、硬盤、鏡片。在實驗室和工廠中制造真空的方法是利用泵在密閉的空間中抽出空氣以達(dá)到某種程度的真空。在真空技術(shù)中按照壓力的高低我們可以區(qū)分為：

粗略真空（Rough Vacuum） 760 ~ 10 Torr

中度真空（Medium Vacuum） 10 ~ Torr

高真空 （High Vacuum）~ Torr

超高真空（Ultra-High Vacuum） Torr以下