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第1章 绪论1

1.1宇宙真空学的发展1

1.2宇宙真空学的内涵3

1.3宇宙空间真空环境特性4

1.4宇宙真空环境分类5

1.5行星表面环境6

1.5.1月球表面环境6

1.5.2火星表面环境7

1.6宇宙空间气体分子运动论的研究方法8

1.6.1牛顿力学方法8

1.6.2统计学方法9

1.6.3气体动力学方法10

1.6.4重整化的玻耳兹曼分布律11

参考文献12

第2章 极高真空获得技术13

2.1引言13

2.2限制极限压力的因素15

2.2.1容器内原有的气体的余压力16

2.2.2漏气16

2.2.3放气17

2.2.4渗漏23

2.2.5返流26

2.3极高真空获得机理27

2.3.1扩散泵27

2.3.2涡轮气体分子泵27

2.3.3溅射离子泵28

2.3.4冷冻升华钛泵28

2.3.5低温泵29

2.4获得极高真空的技术31

2.4.1用油扩散泵系统获得极高真空的质谱分析31

2.4.2极高真空液氦冷凝泵36

2.4.3钛钼丝和钛错丝蒸发参数和吸气性能43

2.4.4极高真空设备中的冷漏现象及其消除方法51

2.5用气体分子沉技术获得10-11 Pa极高真空装置55

2.5.1概述55

2.5.2极高真空系统组成55

2.5.3 10-11 Pa极高真空系统设计57

2.5.4极高真空系统运转规范58

2.5.5试验结果与讨论60

2.6极高真空技术的应用61

2.6.1高能粒子加速器62

2.6.2气体分子束外延技术用来生长极纯半导体单晶材料62

2.6.3在航天技术领域应用极高真空技术62

参考文献62

第3章 宇宙真空测量64

3.1引言64

3.1.1宇宙真空测量的概念64

3.1.2宇宙真空测量效应65

3.1.3宇宙真空测量方法66

3.2极高真空电离真空规67

3.2.1抑制规67

3.2.2抑制规性能68

3.2.3弯注规69

3.2.4规管的电极材料及其制作要求71

3.2.5规管使用中的问题71

3.3改进型裸弯注规72

3.3.1使用陶瓷封接引线72

3.3.2裸型弯注规离子流的低噪声引出线72

3.3.3合理地运转程序73

3.3.4调整弯注规内偏转电压参数73

3.3.5校准弯注规规管灵敏度常数73

3.3.6改换测量灯丝73

3.4极高真空热阴极电离规的非线性效应74

3.5宇宙真空的测量75

3.5.1定向流转换型真空规75

3.5.2不同类型定向流转换型真空规76

3.6 B-A型双圆锥定向流探测器77

3.6.1实验系统78

3.6.2 B-A型双圆锥定向流探测器设计78

3.6.3 B-A型双中空圆锥定向流探测器准直性实验80

3.6.4实验结果及讨论81

3.7宇宙真空测量的理论与技术83

3.7.1行星大气压强测量理论84

3.7.2 p0和j0的关系式93

3.7.3宇宙真空测量数据转换技术95

3.7.4宇宙空间大气压强p0的测量97

3.7.5宇宙真空测量方法97

3.7.6测量规管的连接99

3.7.7宇宙真空的地面模拟与校准99

参考文献100

第4章 极高真空气体分子运动理论101

4.1引言101

4.2极高真空中气体的压力表达式101

4.2.1等温非平衡态下压力表达式101

4.2.2非等温状态下的压力表达式103

4.3极高真空抽气方程104

4.4气体分子和固体表面的适应系数106

4.4.1引言106

4.4.2适应系数的测量力法107

4.4.3气体分子真空寿命法110

4.4.4气体分子热适应系数的测量111

4.4.5极高真空气体分子速度分布律111

参考文献113

第5章 近地球轨道极高真空获得技术114

5.1太空站极高真空轨道分子屏技术研究进展114

5.1.1太空站极高真空轨道分子屏实验室114

5.1.2轨道分子屏极高真空实验室试验装置118

5.1.3轨道分子屏极高真空实验室的发展前景119

5.2可变翼极高真空轨道分子屏研究120

5.2.1引言120

5.2.2可变翼极高真空轨道分子屏的概念及理论模型121

5.2.3理论及计算结果122

5.2.4可变翼轨道分子屏极限压力和翼长的关系126

5.2.5可变翼轨道分子屏内压力分布126

5.2.6结论126

5.3轨道分子屏极高真空系统的抽气方程127

5.3.1引言127

5.3.2半球形轨道分子屏抽气方程128

5.3.3球冠形轨道分子屏抽气方程129

5.3.4结果与讨论130

5.3.5非平衡态真空抽气方程的动力学表达131

5.4轨道分子屏极高真空实验室设计技术135

5.4.1引言135

5.4.2周围大气入射的气体分子数密度136

5.4.3轨道分子屏内的散射气体分子数密度139

5.4.4轨道分子屏的出气分子数密度140

5.4.5结论142

参考文献142

第6章 行星际大气密度分布律143

6.1引言143

6.2行星大气玻耳兹曼分布律的适用性144

6.3行星大气分布律的Jeans理论147

6.4修正的玻耳兹曼（RBF）公式154

6.5 RBF理论中非单一温度时的行星大气分布律159

6.6 RBF应用举例160

6.6.1行星气体总质量与压力的关系160

6.6.2与玻耳兹曼公式的关系161

6.6.3行星表面气体的总质量随距离变化的关系式162

6.6.4大气压力随高度变化的关系162

6.7三种理论的比较164

6.7.1解决玻耳兹曼公式（BF）发散的理论方法164

6.7.2三种处理方法的物理图像168

6.7.3 RBF与BF符合性分析169

6.8太阳系行星际大气密度分布170

6.9 CO2排放量的增加与地球大气中氧含量的减少173

6.9.1地球大气中CO2和O2的循环173

6.9.2地球大气中CO2浓度的增长率与O2消耗完的时间175

6.9.3理论值与实测值的符合性180

6.9.4一个值得重视的问题182

参考文献183

第7章 行星大气逃逸理论184

7.1行星大气逃逸方程184

7.2地球大气层寿命的计算188

7.3金星大气层寿命的计算189

7.4火星大气中水汽的逃逸率190

7.4.1引言190

7.4.2火星大气的高度分布191

7.4.3火星上大气逃逸的半寿命192

7.4.4火星大气中氧和水汽的逃逸率195

7.4.5火星上液态水的蒸发和固态冰的升华196

7.4.6火星水冰存在地点的热环境200

7.4.7结论200

参考文献201

第8章 月球表面大气及水汽的寿命203

8.1引言203

8.2月球大气逃逸率的计算204

8.3月球大气及太阳风205

8.3.1太阳风对月球大气的影响205

8.3.2月球大气平衡与昼夜大气的总分子数206

8.3.3氦-3储量的估算216

8.4月球表面水存在性的分析219

8.4.1运用行星大气逃逸理论计算219

8.4.2用冰的升华理论计算月球冰的寿命222

参考文献222

第9章 宇宙真空的物理本质223

9.1引言223

9.2人类对真空的认识过程224

9.2.1从不承认有真空到开始实现技术真空224

9.2.2 1905年以前的以太真空225

9.2.3量子论与相对论的零点振动场和负能海真空226

9.2.4黑格斯（Higgs）真空自发破缺228

9.2.5李政道真空229

9.2.6真空与宇宙常数229

9.2.7宇宙早期的真空相变与暴胀230

9.3物理真空研究进展232

9.3.1暗能量与真空能232

9.3.2惯性力的起源与真空的关系235

9.4关于物理真空问题的思考236

参考文献237