關於真空真的存在嗎?

1:太空中是沒有空氣存在的,所以是不是真空狀態呢?如果把實驗放到太空做能不能使振子一直運動不停止呢?2.初中物理學講,聲音無法在真空中傳播,但是那種真空環境是怎麼創造的呢?如果說絕對真空不存在的話,聲音在真空中無法傳播那也就是一個不攻自破的非正確的定律了,這是不是悖論呢?高二理科生,對於這些還沒搞懂,希望各位能幫助解答


=============== 以下為補充內容 =========================

「真空」有好多種,根據語境不同有不同的意思。你的問題(也許是教科書和老師的問題)在於混淆了這幾種定義:

  • 工程學的真空,根據工程需要,氣壓低於一定數值就可以算是真空。所以你看到誰誰誰說要「做個真空實驗」,實際意思是「在低氣壓條件下做實驗」。
  • 經典的理想真空,就是你一開始說的「沒有空氣」的真空和「絕對真空」,氣壓為零。現實中不存在,只是一種理想模型。
  • 高能物理裡面說的真空,是指一種微觀物理狀態,和你的疑問無關,不知道為什麼有這麼多回答非要扯這個。其他回答里說的什麼場啦,真空不空啦,漲落啦,都是指這個……

================== 以下為正文 ===================

太空中是沒有空氣存在的

太空中有大量的物質,比如遊離的氫。

如果把實驗放到太空做能不能使振子一直運動不停止呢

不能,所以衛星會掉下來。只是耗散很小而已。

聲音無法在真空中傳播

在太空中也不行。太空中雖然有各種物質,但是密度太小,不足以傳導機械波。這裡的「真空」指理想真空,也可以指工程學真空(對於聲波來說氣壓足夠低就算,還記得「根據工程需要」么?)。

絕對真空不存在的話,聲音在真空中無法傳播那也就是一個不攻自破的非正確的定律了

這裡的「真空」就是理想真空。理論都是對實際的抽象,理想真空就是一個抽象模型,在數學上相當於取個極限。世界上也不存在「1」和「2」這種東西,只有一個蘋果和兩個蘋果,但是 1+1=2 仍然是對的。

另外那些說基本粒子和場和狄拉克海的………… 和問題一點關係都沒有,裝逼過猛了……


真空不是你想像那樣簡單。真空並不是把那些分子原子都拿走剩下的東西。

鑒於你還是初中高中的水平,我這裡只能用通俗的話來解釋。

你們書上說的真空可以用抽氣的抽出來物質,當物質稀薄到一定的程度,我們可以把它給個真空度,真空度越高,這個系統就越接近真空。從這個層面來講,真空是可以無限接近的,而你說的聲音的確是不可以傳播的。聲音是機械振動,就是由經典力學就可以完美解釋的。你可以看做是物質的粒子振動,傳播能量。這一點上來看,你的教科書和老師都是沒問題的。所以請你去放心接受。還有,千萬不要拿到什麼東西,就叫做定律,定律是比較基本的東西,而你說的那些不是定律。

經典力學的結果就是上述的討論,但為什麼我說真空不是那麼簡單的東西呢?

由量子場論可以得到,真空中其實是基本粒子的海洋。基本粒子是什麼鬼?基本粒子是量子場的激發態!量子場的基態便被稱為真空態。量子場是什麼鬼?量子場是量子場論的基本出發點,這個世界是場的,然後場的激發,產生基本粒子。你不要給我說什麼分子原子,那些都是高層建築。這裡的基本粒子是粒子物理學裡面目前認為的基本粒子,就是夸克,電子,中微子那些東西。

真空態並不是我們宇宙裡面認為的真空,你可以理解成就是一個基態而已,雖然我知道這也很難理解。宇宙空間中滿滿被量子場覆蓋,然後假如說你給我一個光子,我可以馬上變成一對正負電子,然後可能保持很短時間,也可能馬上又湮滅成光子。這樣的過程在不斷地發生。這樣的行為我們稱為量子漲落。因為宇宙空間中還是有能量,有溫度(不是絕對零度),所以量子漲落一直存在。這就是真正的「真空」,而不是你天真地認為的什麼東西都沒有。

這些東西非常複雜,你需要經歷高中,大學的訓練,還要研究生幾年的訓練,才能理解這發生了什麼。

我覺得這個問題很容易去求助於維基百科,你可以先看看。提問題很好,希望你繼續思考問題,但不要固步自封,不要動不動就發現了矛盾,這樣是中二病。持續中二,誕生的是民科。

你的想像力是你的翅膀,它可以帶你飛翔。但就像富蘭克林說的: 不學無術的人的想像力,只有翅膀沒有腳。最後,我不是在批評你,因為人應該有想像的勇氣,請你理解為這是一種鼓勵!

另外,下面只是針對評論區:

看到評論裡面有的人真的智商感人,而且根本沒讀完,就開始瞎評論。人,總是喜歡因為自己的知識面所限制把「自己不理解某事物,而別人理解它」這件事想像成「別人一定是錯的」或者「這個事物就是不存在的」。我只是給你傳播知識,因為有的人問了這個問題,又邀請了我。

你聽起來覺得我認為我知道得很多,其實,在物理上,我知道的是比你多得多,或者我可以用圈內的話說你,你根本一點物理都不懂。不過我知道我不知道答案的物理問題也比你多得多。因為你壓根就不認為你不知道某個東西。

你不喜歡,可以拉黑,可以隨便噴,不過我真的想說你,啥都不懂,還喜歡精神勝利。唉,還是不看評論的好,有問題可以邀請或者私信。


某位說:真空真正的定義是「某個空間內低於一個標準大氣壓的氣體狀態」
和我在一中一美兩個大學的物理系學的都不一樣呢


借wiki的總結:Vacuum is space void of matter. The word stems from the Latin adjective vacuus for "vacant" or "void". An approximation to such vacuum is a region with a gaseous pressure much less than atmospheric pressure.
注意「much less」


作為某不知名高校不知名學院畢業多年的學弱,看幾個高票答案的回答如同看神仙打架。

——而且他們的評論區里真的吵起來了呢!(搞事臉)

題主的問題其實分好多個,他自己也用數字區分開來了。我的答案重點在「真空環境是如何創造的」而非「理論上絕對真空是否存在為什麼」。

而且在評論區,居然還一時興起創造了一道物理題(人生第一次出題感覺很爽很爽啊)。

來來來,高中初中的同學們!

來來來非物理專業的同學們!

來來來各種看熱鬧的小夥伴們!

在下的答案,食用起來方便有效!吃我一發不要臉的自我安利!

---------------------以下是原答案---------------------------


真空環境是怎麼創造的這一部分我可以強答:

1,絕對真空是不存在的,我們現在的真空分為好多種。
根據氣壓的大小,分為粗真空、低真空、高真空、超真空等。

比如,我需要進行一個非常精密的合成反應:例如真空蒸鍍啊、晶體合成啊。在這些過程中不允許容器內有其它雜質,也不允許有空氣。於是,我們就將密閉的容器與某種氣泵相連,將空氣排出容器,這樣就得到了一個裡面幾乎什麼都沒有的真空環境的容器。

2,將空氣排出容器的氣泵,就叫做真空泵。真空泵有很多種,比如機械泵、油泵、分子泵等等。
比如,電風扇。就會把扇葉背後的空氣吹到前方去。那麼機械泵就是這樣一個類似電風扇的東西,利用機械扇葉的攪動,把容器內的空氣排除出去。油泵則是利用了油的揮發性,分子泵則是利用氣體分子在固體表面的粘滯性。
這些內容你可以在百度查到,或者借閱相關專業書籍獲取更準確的介紹。當然,如果你大學進入材料學相關專業,這些內容就是很基礎的實驗常識了。

3,那麼如何得知,容器里到了什麼程度呢?簡單的說,我們在容器與外環境之間,加一個壓力計就可以了。由於空氣中有很多氣體分子,產生大氣壓力。而容器中氣體分子減少了,所以會在壓力計兩端產生壓力差或者壓強差,通過這一數據,我們就能夠知道,容器中的氣壓大約是多少。
但我們人工進行真空抽取的時候,真空泵都有著工作極限。

電風扇吹著吹著,如果葉片不能夠抵消兩端的氣壓差,那麼外部的空氣就會逆流湧進內部。
油泵和分子泵也面臨著同樣的問題。

但比如說,我的實驗精度要求沒有那麼高,容器內的氣壓抽到0.00001個大氣壓,我就可以忽略空氣所造成的影響了,那麼也可以近似看作在真空環境中操作。

總之,人工抽的真空標準,是根據實驗的需求來的。


4,那麼,理論上講,能不能獲得絕對的真空呢?
在開頭說過,絕對的真空在理論上是不存在的。
不僅僅是因為沒有一種能夠將容器里的氣體全部抽出去的機器,更是因為材料本身的性質。
在高中,你應該學過布朗運動,分子在任何時候都在進行著無規律的運動。不但氣體分子如此,固體分子也是一樣。因此,不管什麼樣的物質,都會有分子、原子逸散到周圍的環境中。(你可以暫時如此理解)

這一特性,你可以在以後的學習中深入學習,更可以在自己的實驗過程中親自體會。


5,「因為絕對真空不能獲得,就認定真空不能傳聲是錯誤的」這是你在問題中的邏輯。這個邏輯有一點點不夠嚴謹的地方。
聲音是一種波,通過介質的震蕩進行傳播。在實驗中,介質越少,聲波的傳遞就越困難,進而推斷真空不能傳聲。
即便真空不能獲得,那麼也無法得出「真空不能傳聲是錯誤的」這樣的結論,只是「聲音通過介質震蕩傳播」這一理論的極端形式「無法驗證」。

希望你注意「正確」「錯誤」和「無法驗證」的區別。另外有問題多問老師。知乎上也就是看得爽,明不明白常常不能自知。

------------------以上不嚴謹的表述即是原答案-----------------------

備註:a,一個大氣壓760mm汞柱,評論里我打錯了。

b,第一次在我乎有超過10個贊,小透明很開心~


題主,不是我說你,身為高中生要善於利用網路工具查找,更何況你還是理科生。知乎是討論問題的地方,不是給你這樣的伸手黨方便的場所。


物理學的理論上很絕對。但是實際上的絕對很少。

比如說我們所說的真空。

我們先說說固體和液體。以液體為例,一立方厘米的水裡面,大約3.34*10^22個水分子。也就是334萬億億個分子。

再說我們的大氣層,一立方厘米裡面的氣體分子大約在2.69*10^19個空氣分子。也就是2690億億個。

而真空,物理學的定義並不是沒有壓強。你說的那個叫「虛空」。這一點高中物理學為了讓人能夠真正理解,會定義真空是沒有任何物質的那種,其實,真空真正的定義是「某個空間內低於一個標準大氣壓的氣體狀態」。也就是說,你只要生活在高海拔地區,就屬於物理學上的真空。

這個是不是與高中物理不符合?沒關係,高中物理是為了讓你去理解而已。建議你去看看專業書籍。

記得托里拆利實驗吧?一標準大氣壓等於760mm汞柱的壓強。一個標準大氣壓是101325Pa。

對於不同程度的真空,定義如下:低真空101325pa ~100pa,中真空100pa~0.1pa,高真空0.1pa~0.00001pa,超高真空0.00001pa~1×10^-9 Pa,極高真空1×10^-9Pa以下。


我們現在已經可以人工製造10^-10pa以下的極高真空。


我們的宇宙空間中物質極少,物質與空間的比例高達1:1000000000000000000000000000000000。

在銀河系與其他河系之間,壓強甚至低到了10^-20Pa以下。

好了,科普結束,開始回答問題。

太空中有分子原子存在,只是量極少。理論上說,你把一個陀螺在太空中轉動,他能一直轉很久很久可能是幾億年,因為幾乎不存在任何阻力。

理論上說,真空中不傳遞聲音。聲音是一種波,傳播需要介質。真空中不存在介質。

咦,前面不是說真空中有介質嗎?太少了,一立方米只有一兩個原子如何產生振幅呢?所以實際上的真空也無法傳遞。


高二理科生真的並沒有很多人能懂得一些「大佬」所說的真空場粒子等的概念,學校用的教科書上大概也不怎麼會提這些。
真心為題主同學叫屈,有些人的回答太過於自大,太過於「倚老賣老」了!對於人家真心請教問題的年輕人,你們難道不該心平氣和地回答,或者不行別來答不行嗎?何必非把人家當自己家孩子一樣的訓斥呢?
若你在乎這個社區,請注意避免語言環境的惡化!

--來知乎不到一年,平時就是看看文章,極少回答問題。偶然看到這個,設身處地想一下,挺不舒服的感覺,所以就回了這麼多話。


光看回答來回答問題了,回答歪了。

聲音作為一種機械波,它的傳播有賴於相鄰機械振子的相互作用。真空中沒有物質粒子,所以聲音沒有傳播媒介,因而無法傳播。在極高真空條件下,仍然有少量粒子存在。這時候聲音傳播的衰減很大,因此不能有效傳播。

星際空間不是絕對真空,有少量粒子散逸,但也已經非常高真空了,大約在10^-15Pa。

話說初高中應該有把鬧鐘放真空腔里,抽真空,然後鬧鐘聲音消失的實驗吧。


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真空的定義應該是比周圍環境低的壓力就是真空。真空在真空技術里,不是指「真的空」。你如果是問「真的空」,一個空間里不存在任何物質,用泵是肯定抽不出來的。


題主先把問題理清楚。

物理學上,存在多種形式的真空。

你到底是要問哪種真空是否存在?

物理學的思維,必須精密,首先必須把概念搞清楚。

概念模糊混淆,你甚至連正確的問題,都問不出來。

當你能問出概念很清晰的問題,那你才算物理學入了門。


不請自來~因為本學期就有真空技術這一門專業課

首先來丟一張圖,國防工業出版社的《真空技術》

這是我這個學期的專業課《真空技術》的課本,而題主的第一個問題,可以從這裡得到解決。

從上圖你可以看到標準的關於真空的解釋,說的通俗一點,從工程學的角度來說,只要是低於一個大氣壓的,都算作真空,也就是說,你在呼吸的時候,你的肺部的氣壓比外界的氣壓小,所以你才能吸進空氣,這時候你的肺部就可以看做是一個真空系統。

所以呢,我們對於人造真空的劃分,是根據一定的標準的,這裡再上一張我們課件的截圖。

從這裡你可以看出哈,我們是根據真空系統中的分子數目來進行劃分的。我記得我高中的時候,我的物理老師曾經說過,我們通過電化學的方法做不到提純出百分之百的金屬,總歸是有一些雜質的,可能是99.999999%,但是純凈的100%的金屬是很難做到的(不知道這一點是不是隨著最近的科技發展可以做到了呢?),也就是說,你考慮的那個宇宙真空中當然是有物質的,不可能是絕對的真空,絕對真空就跟理想黑體一樣是存在於物理學假設中的。

然後,關於聲音傳播的問題,聲波是一種機械波,機械波的傳遞需要介質,所以絕對真空中沒有可以幫助機械波傳遞的介質,所以說真空不能傳遞聲音


我是個大三的學生,所學的知識也只能解決到這裡了,希望能夠幫到你。

另外,這些問題其實你也可以問問你的高中物理老師,他講的應該會比我更加透徹,畢竟教書育人,他是專業的


我們一般定義的物理真空,其實是希格斯勢的極小值,這是由引力理論所支持的。

不同的物理環境下對真空定義不同,例如超導的真空定義為庫伯對密度極小值。

雖然你可能會了解到一些關於真空能的科普知識,即便負能態量子海是自洽的,也不要過度迷信關於真空的理論,因為這不是現階段理論物理所能解決的問題。


等你上了大學,數學課上學了「極限」,你就明白啦。

越接近絕對的真空,那麼聲音的傳播速度就越接近於0。實際狀態就是無法傳播。


用高二可以理解的話來說就是:真空就是一片海,原子、分子、各種粒子什麼的都是海面上漂浮的各種東西。
漂浮原子分子可以星星點點,也可以組成平時船舶、冰山,組成世間萬物。
中學所學的經典力學,包括碰撞、聲音的傳播、電流等,都需要海面上的物體接觸才能發生。單純的海面,沒有漂浮物,這些現象自然都沒了。
當海面上什麼都沒有了,你可以說空無一物,但還可以有波瀾,甚至是驚濤巨浪;同樣的,真空你可以說「空無一物」,但也會有「漣漪」。
這樣說不知道你能不能理解。


牛頓第一定律能用實驗證實么?但它一樣是真的呀。


不存在。
因為「場」也是一種物質,只不過你看不見摸不著,例如電場、磁場和引力場,而「場」無處不在。


Vacuum is not empty

真空不空


1.不管從何種意義上說(不論是實際操作還是理論),因為量子漲落現象的存在,真空都不可能存在。詳情請去閱讀霍金的系列科普著作。
2.聲音在真空中不能傳播是因為聲波的本質是一種機械波,它依賴於有質量物體的振動傳播。而真空不存在並不能推出聲音在真空中不能傳播是錯誤的。
3.高二理科生為什麼連這些東西都還搞不懂(除了量子漲落),還犯了個如此嚴重的邏輯上的錯誤……


其他答案里,凡是帶有「場」、「量子」這類關鍵詞的,你都可以無視,那些是書讀的太多傾訴欲太強卻實在搞不清楚「中學物理」是啥的「成功人士」。
不懂就問是個好習慣,請保持。同樣的,搞清楚「定義」也是個好習慣。
第一個問題,你應該先去搞清楚「真空」的定義。
第二個問題給人的感覺,不像一個「不懂物理的中學生」,而像一個「缺乏基本常識卻自我感覺不錯的小學生」。我覺得你需要先搞清楚的不是聲音傳播與真空這類概念,而是「定律」、「悖論」的嚴格定義,更進一步的來說,你大概需要先搞清楚中學物理以及數學裡所有最基本概念的定義。
既然你把定律、悖論這種詞用得如此隨意,那一定不介意我再打一個比方:你現在不需要背乘法口訣,先去搞清楚十以內的加減法吧。


首先感謝各位大佬耐心的回答,在答完了問題後也教了我以後如何學習知識,謝謝!同時有的同學覺得我這些都不知道,給高二理科生丟臉了,真是對不起廣大高二同學了,我自承認不是什麼好學生,但是您得知道,山外有人天外有天,三觀不合您大可不看,請嘴下留德!


絕對零度達不到並不妨礙零下八十度能把你凍死

沒有絕對真空 這句廢話其實我聽的挺煩的 每次有什麼關於真空的有趣視頻 就一堆彈幕再發這句彈幕 有沒有絕對又對你有什麼影響 有影響的領域你根本接觸不到

至於說 因為沒有絕對真空所以 真空不能傳聲是錯的就更搞笑了 聲音本質不過就是震動 動物幾大感官 最弱逼的就是聽覺了 做到無聲還需要「絕對真空」?

就像我第一行說的 要把你凍死還需要絕對零度?


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