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Micro e nanotecnologia/Microtecnologia/Il vuoto: differenze tra le versioni

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Il vuoto è essenzialmente un volume privo di materia, in maniera generica un volume in cui la [[w:pressione|pressione]]gassosa è molto inferiore alla [[w:Pressione_atmosferica|pressione atmosferica]] si chiama sistema sotto vuoto.
{{da controllare|la prosa è da rivedere}}
In fisica, il '''vuoto''' è l'assenza di materia in un volume; un vuoto parziale viene invece espresso in unità di pressione (l'unità di misura SI della pressione è il [[w:Pascal|Pascal]], abbreviato con Pa).
 
MoltiLa processiparola tecnologiciha siuna svolgonoorigine alatina pressioni''vacuum'', moltoin basse,realtà inoltrenessun unvolume gasdello moltospazio rarefattopuò siessere considera uncompletamente vuoto non perfetto. Infatti dal punto di vista della definizione ilUn ''vuoto veroperfetto'', ecioè proprio è una regionepressione digassosa spazioesattamente senzanulla, alcunaè formaun diconcetto materia. Vi è da aggiungereastratto che danon unsi puntoraggiunge dimai vistain fisicopratica. ilAnche vuotose perfettofosse nonpossibile esiste in natura, ma èavere una puraregione astrazionedi matematica.spazio Infattisenza dal punto[[w:Atomi|atomi]], dellala [[w:Fisica_quantistica|meccanica quantistica]], nonpone essendovidegli distinzioneulteriori trapaletti ondeal econcetto particelledi vuoto, esistonoinfatti sempreanche sianel vuoto perfetto esistono fotoni in equilibrio termodinamico, particelle virtuali e particelle con bassa interazione che non vengonopossono essere schermatevicolate da nessuna parete.
 
La pressione residua del gas è la misura quantitativa della ''qualità'' del vuoto. Nel [[w:SI|Sistema Internazionale]] la pressione si misura [[w:Pascal|Pascal]], abbreviato con Pa).
Il vuoto è indispensabile per molte applicazioni ed è quindi necessario produrlo sulla Terra in ambienti o recipienti adatti attraverso opportuni dispositivi. Negli ultimi decenni grandissimi progressi sono stati compiuti nella realizzazione e nella misura di vuoti sempre più spinti. Oggi, si raggiungono pressioni anche inferiori a <math>10^{-10}</math> Pa in ambienti come parti di macchine acceleratrici di particelle.▼
Per avere un'idea la pressione atmosferica è circa <math>10^5\ Pa\ </math>.
 
▲Molti processi tecnologici necessariamente si svologono sotto vuoto quindi a pressioni molto basse. Il vuoto è indispensabile per molte applicazioni ed è quindi necessario produrlo sulla Terra in ambienti o recipienti adatti attraverso opportuni dispositivi. Negli ultimi decenni grandissimi progressi sono stati compiuti nella realizzazione e nella misura di vuoti sempre più spinti. Oggi, si raggiungono pressioni anche inferiori a <math>10^{-109}</math> Pa in ambientisistemi come parti di [[w:Acceleratori_di_particelle|macchine acceleratrici di particelle}}.
È uso distinguere diversi tipi di vuoto in relazione all'intervallo di pressione interessato:
 
Viene fatta una classificazione del vuoto in base ai vari intervalli di pressione:
*Basso vuoto (''Rough vacuum'', RV) <math>10^{5}</math>-<math>10^{2}</math> Pa
*Vuoto medio (''Medium vacuum'', MV) <math>10^{23}</math>-<math>10^{-21}</math> Pa
*Alto vuoto (''High vacuum'', HV) <math>10^{-21}</math>-<math>10^{-65}</math> Pa
*Ultra-alto vuoto (''Ultra high vacuum'', UHV) <math>10^{-5}</math>-<math>10^{-69}</math> Pa
*Vuoto estremo (''Extremely high vacuum'', EHV) <<math>10^{-109}</math> Pa
 
Nei processi tecnologici il vuoto è necessario per impedire processi chimico-fisici causati dall'azione dei gas atmosferici sui materiali utilizzati. Ad esempio molti elementi in contatto con l'ossigeno o l'acqua presente nell'aria si ossidano, altri in contatto con l'azoto diventano dei nitruri. Alcune molecole fanno reazioni chimiche con le sostanze presenti nell'aria. Quindi spesso per crescere film o rimuoverli è necessario eseguire alcuni processi in vuoto.
 
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Nei processi tecnologici il vuoto è necessario per impedire processi chimico-fisici causati dall'azione dei gas atmosferici sui materiali utilizzati (per es. durante la fusione di particolari metalli reattivi, come il Ti; in tubi termoionici per permettere un elevato cammino medio degli elettroni, per evitare scariche nel gas e reazioni chimiche sul filamento caldo).
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