科学常识种种9-5：真空：“铜瓮雷鸣”与“马德堡半球实验”

真空是一种不存在任何物质的空间状态，是一种物理现象。在“真空”中，声音因为没有介质而无法传递，但电磁波的传递却不受真空的影响。

事实上，在真空技术里，真空系针对大气而言，一特定空间内部之部份气体被排出，使其压力小于一个标准大气压，则我们通称此空间为真空或真空状态。真空常用帕斯卡（Pascal）或托尔（Torr）做为压力的单位。

目前在自然环境里，只有外太空堪称最接近真空的空间。

西汉刘安在《淮南万毕术》中提到：“铜瓮雷鸣”其注曰：“取沸汤置瓮中，坚塞之，内于井中，则作雷鸣，闻数十里。”铜瓮雷鸣是由于盛沸水的铜瓮骤然遇冷造成局部真空。这时外部大气压力加上井水压力会将铜瓮压破，爆炸出雷鸣的声响。

1654年马德堡市长奥托·冯·格里克在雷根斯堡向皇帝展示了他所设计的半球实验。他制造了两个直径36厘米的红色铜制半球，半球中间有一层浸满了油的皮革，用以让两个半球能完全密合。接着他用他自制的真空泵将球内的空气抽掉，此时两个沉重的铜制半球在没有任何接着剂的辅助下紧密地合而为一，让人十分惊讶。但格里克实验的高潮才正要开始，他为了证明两半球的结合是多么紧密、扎实，安排了两队各15匹马，以相反的方向试图将该球体拉开，结果居然拉不开，此实验被称为“马德堡半球实验”。

现代许多高精密度的产品在制造过程中的某些阶段必需使用程度不一的真空才能制造，如半导体、硬盘、镜片。在实验室和工厂中制造真空的方法是利用泵在密闭的空间中抽出空气以达到某种程度的真空。在真空技术中按照压力的高低我们可以区分为：

（1）粗略真空 (Rough Vacuum) 760 ~ 1 Torr

（2）中度真空 (Medium Vacuum) 1 ~ 10^-3 Torr

（3）高真空 (High Vacuum) 10^-3 ~ 10^-7 Torr

（4）超高真空 (Ultra-High Vacuum) 10^-7 Torr以下