Freie Weglänge

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In der Vakuumtechnik ist die mittlere freie Weglänge ist die Distanz, die ein Molekül zwischen zwei Kollisionen zurücklegt.

Bei einem Druck von 10-8 mbar beträgt die mittlere freie Weglänge ca. 104 m. D.h., im Mittel kann ein Molekül eine ein Meter große Vakuumkammer 10.000 Mal durchfliegen, bevor es mit einem anderen Molekül kollidiert.

Bei einem Druck von 1 mbar beträgt die mittlere freie Weglänge ca. 10-4 m. D.h., Moleküle kollidieren viel häufiger mit anderen Molekülen, als mit den Wandungen der Vakuumkammer.

Bei relativ hohen Drücken, wenn Moleküle sehr viel häufiger miteinander als mit der Vakuumkammer kollidieren, spricht man von viskoser Strömung.

Bei niedrigen Drücken, wenn Moleküle sehr viel häufiger der Vakuumkammer als untereinander kollidieren, spricht man von molekularer Strömung.

Druckbereich Druck in hPa (mbar) Moleküle pro cm3 Mittlere Freie Weglänge
Umgebungsdruck 1013 2,7-1019 68 nm
Grobvakuum 300 ... 1 1019 ... 1016 0,1 ... 100 μm
Feinvakuum 1 ... 10-3 1016 ... 1013 0,1 ... 100 mm
Hochvakuum (HV) 10-3 ... 10-7 1013 ... 109 10 cm ... 1 km
Ultrahochvakuum (UHV) 10-7 ... 10-12 109 ... 104 1 km ... 105</sub> km
extr. Ultrahochv. (EHV) <10-12 <104 1 km ... 105 km