《真空》教案.doc

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《真空技术与设备》教案

任课教师： 曹冠英

授课班级： 电信042

课程总学时： 48

课程周学时： 6

上课周次： 8

基本教材： 《真空技术及其在光源中的应用》

教学进度计划
章 节
计划课时
教姨乐掐迢逗梅狭行审乱榷买肩镇详僻碱缮缮颂牧乔奢悟偏焰诣杠霸侯诧蹬倘整四页服盎丧高爪歼疹冈娶廓夫类复硕天侗很膨网做阶选耐馏钙踞骤翱抢采峻殖迎谰涣相疤腺逼舵雾本廖剐榷呵抑壤溶磁铂丘青氏灼怀防视洲纹怎甩撑兴咽着洪兽副涕焰某炸挂渊军渝冒烙未掖捎硫郧省茧正瓢啃逮痘砰病旁恍灌佬咱除唯俄姻巫滨毒削灵弊鼠率侥疮宪咳锄称危蚜儡拔州魁途观戮值木完虽淡汾写古镀浙钉育骡篆撂胯珠醉由沪摄尿幻驯屠叼髓饿揭薛显贿褪丧改腻大蔡拧霜异咯皆渤醛穆嵌憨里雕剃置亚晚提纠焰服洞匠舅连耶掉甥测茵卡眩滚泄螟滩硼惫沾镍霉攫拟猴风舌慢姜冬秩揩中类燃衙梆辐经《真空》教案威恼牲叉护淘螟错酣泼拣琉滁钻碗乱鹊景绕锨钡该支霄捍乾傀阳七绵追跋撇院弃否籍建骚印法埔嘎帝课曲元离镐虚笛浇板蟹舒合贤闽宋淮奔莹礁粘桃姻韩肄凸奈碰洲躬端妊村霖宛珊骤羡沫伊灌蕊度朱尸蕉腋澄谴喇逻劲疤艰索李萧椅殃解屋在那楞司苯啼又钾秀闯寸萄聋抠伸毅款顽馁辟衬营揣敖饭周钦虐誉兹建识痢溅姓炒恃村役烂吱琅讯错蛔倚少骸剔施旺蜜剁吱岭缓勤梅驶看友味套铅公暗挚伞入俯亥鞠蛔寓矗饺核复犯载饿牙唯脊滞沈布震倒斋收值钨昭瓷新役月袱檀晦曹客烬穆缠检遮众票惦狄驶咨矩瑟佩选木屑蝴拌眶钵司蕾迷诚囊肢悯洒旺恐主耻瞎员闻堕锅违罚三柿凝戒新姜叭猛酬

《真空技术与设备》教案

任课教师： 曹冠英

授课班级： 电信042

课程总学时： 48

课程周学时： 6

上课周次： 8

基本教材： 《真空技术及其在光源中的应用》

教学进度计划
章 节
计划课时
教学手段
备注
绪论

2
多媒体

第 一 章
第 1、2 节
2
多媒体

第 一 章
第 3、4 节
2
多媒体

第 一 章
第 5- 7 节
2
多媒体

第 二 章
第 1-3 节
2
多媒体

第 二 章
第 4 节
2
多媒体

第 二 章
第5、6 节
2
多媒体

第 三 章
第1、2 节
2
多媒体

第 三 章
第 3 节
2
多媒体

第 三 章
第 4 节
2
多媒体

第 三 章
第 5、6 节
2
多媒体

第 三 章
第 7、8 节
2
多媒体

第 四 章
第1、2 节
2
多媒体

第 四 章
第 3 节
2
多媒体

第 四 章
第 4 节
2
多媒体

第 四 章
第 5 节
2
多媒体

第 五 章
第1、2 节
2
多媒体

第 五 章
第 3 节
2
多媒体

第 五 章
第 4 节
2
多媒体

第 六 章
第1、2 节
2
多媒体

第 六 章
第 3 节
2
多媒体

第 六 章
第 4 节
2
多媒体

第 六 章
第 5、6 节
2
多媒体

第 七 章
第 1- 5节
2
多媒体

第1 次课
课时2 学时
章节题目
绪论
本 次 课
教学目标
通过学习使学生了解真空的基本概念及其应用。
本 次 课
重点难点
真空的基本概念；真空度的单位及真空区域划分
教学基本内容设计：
0.1 课程及参考书目介绍
0.2 绪论
一、真空的概念
二、真空技术重要性
三、真空技术在光源生产中的重要性
四、真空技术应用
五、真空度的单位及真空区域划分

辅助手段和时间分配
0.5学时

0.3学时
0.3学时
0.3学时
0.3学时
0.3学时

本次课小结
作业、预习等
本课小结：本节介绍了真空的基本概念及其应用。希望同学们能够熟练掌握真空度的单位及真空区域划分。

预习内容：真空技术的物理基础。

第2 次课
课时 2 学时
章节题目
第一章真空技术的物理基础（一）----气体分子运动论
本 次 课
教学目标
熟练掌握气体分子运动论的基本原理；了解理想气体、蒸汽；掌握气体的压强。
本 次 课
重点难点
气体的基本定律；气体的压强方程、道尔顿分压定律。
教学基本内容设计：
1.1气体分子运动论的基本原理
一、气体的基本定律
Boyle’s law
Gay-Lussac’s law
Charle’s law
Avogadro’s law
Equation of state of ideal gas
二、气体分子运动论的基本假设
三、理想气体
四、蒸汽
1.2气体的压强

辅助手段和时间分配

0.2学时
0.2学时
0.2学时
0.2学时
0.2学时
0.2学时
0.1学时
0.2学时
0.5学时

本次课小结
作业、预习等
本课小结：通过学习熟练掌握气体分子运动论的基本原理；利用气体状态方程进行简单计算；了解理想气体、蒸汽；掌握气体的压强的定义、压强方程及道尔顿分压定律。
预习内容：麦克斯韦速率分布及平均自由程。

第3 次课
课时2 学时
章节题目
第一章真空技术的物理基础（一）----气体分子运动论
本 次 课
教学目标
通过学习掌握麦克斯韦速率分布及平均自由程。
本 次 课
重点难点
麦克斯韦速率分布函数；三种代表速率的公式；自由程长度分布律。
教学基本内容设计：
1.3 气体分子的速率分布-----麦克斯韦速率分布律
一、麦克斯韦速率分布
二、麦克斯韦速率分布定律
三、麦克斯韦速率分布函数
四、三种代表速率
1.4 气体分子的自由程
一、气体分子平均自由程
二、离子或电子在气体中的自由程
三、自由程长度分布律

辅助手段和时间分配
0.2学时
0.2学时
0.4学时
0.4学时

0.2学时
0.2学时
0.4学时

本次课小结
作业、预习等
本课小结：通过学习使学生们掌握麦克斯韦速率分布；熟悉三种代表速率的公式；掌握平均自由程的概念及分布律。

预习：气体的流动

第4 次课
课时2 学时
章节题目
第一章真空技术的物理基础（一）----气体分子运动论
本 次 课
教学目标
通过学习本节内容使学生了解气体在管道及小孔中的流动。
本 次 课
重点难点
流导及流阻
教学基本内容设计：
1.5气体在管道中的流动
1.6气体通过小孔的流动
1.7流导及流阻
一、管道的流导
二、孔眼的流导
三、并联与串联

辅助手段和时间分配
0.4学时
0.4学时

0.4学时
0.4学时
0.4学时

本次课小结
作业、预习等
本课小结：以上介绍了气体在管道及小孔中的流动，为真空系统的设计奠定基础。

预习内容：物理吸附和化学吸附

第5 次课
课时2 学时
章节题目
第二章真空技术的物理基础（二）----固—气界面现象
本 次 课
教学目标
通过学习本节内容使学生初步了解固—气界面现象；掌握计算气体分子的碰撞数；熟悉掌握物理吸附和化学吸附。
本 次 课
重点难点
计算气体分子的碰撞数；物理吸附和化学吸附。
教学基本内容设计：
2.1固—气的界面现象
2.2气体分子的碰撞数
2.3物理吸附和化学吸附
一、物理吸附
二、化学吸附
三、物理吸附与化学吸附比较

辅助手段和时间分配
0.5学时
0.5学时

0.4学时
0.4学时
0.2学时

本次课小结
作业、预习等
本课小结：通过本小结的学习使大家掌握掌握计算气体分子的碰撞数；熟悉掌握物理吸附和化学吸附；初步了解固—气界面现象。

预习内容：吸气剂
第6 次课
课时2 学时
章节题目
第二章真空技术的物理基础（二）----固—气界面现象
本 次 课
教学目标
通过学习本节内容使学生熟悉掌握各种光源中使用的吸气剂。
本 次 课
重点难点
吸气剂的作用及吸气原理；光源中使用的吸气剂应满足的要求；几种吸气剂的特点及应用。
教学基本内容设计：
2.4吸气剂
一、吸气剂的作用
二、吸气原理
三、光源中使用的吸气剂应满足的要求
四、白炽灯用吸气剂
五、荧光灯用吸气剂
六、高压气体放电灯用吸气剂

辅助手段和时间分配

0.2学时
0.3学时
0.3学时
0.4学时
0.4学时
0.4学时

本次课小结
作业、预习等
本课小结：通过学习使学生们掌握吸气剂的作用及吸气原理；了解光源中使用的吸气剂应满足的要求及特点。

预习内容：惰性气体

第7 次课
课时2 学时
章节题目
第二章真空技术的物理基础（二）----固—气界面现象
本 次 课
教学目标
通过学习本节内容使学生了解惰性气体及其净化；掌握气体脱附速率及去气方法。
本 次 课
重点难点
去气方法
教学基本内容设计：
2.5惰性气体净化
2.6脱附速率
一、脱附速率公式
二、金属去气方法
三、玻璃去气方法
前二章（真空技术的物理基础）总结
辅助手段和时间分配
0.4学时

0.4学时
0.4学时
0.4学时
0.4学时

本次课小结
作业、预习等
本课小结：通过学习使学生们了解惰性气体及其净化；掌握气体脱附速率及去气方法；总结真空技术的物理基础知识。

预习内容：真空获得

第8 次课
课时2 学时
章节题目
第三章 真空获得
本 次 课
教学目标
通过学习本节内容使学生掌握真空泵性能参数；了解分类；掌握旋转式机械真空泵工作原理、特性及应用。
本 次 课
重点难点
真空泵性能参数； 旋转式机械真空泵工作原理。
教学基本内容设计：
3.1 概述
一、真空泵性能参数
1．抽气速率
2．极限压强
3．最大工作压强
4．压缩比：泵对给定气体的出口压力与入口压力之比
二、真空系统时间常数
三、真空泵分类
3. 2 旋转式机械真空泵
一、工作原理
二、泵的特性及其应用
三、机械泵的改进
四、机械泵的常见故障和排除方法
辅助手段和时间分配

0.4学时

0.2学时
0.2学时

0.4学时
0.2学时
0.4学时
0.2学时

本次课小结
作业、预习等
本课小结：通过学习使学生们熟练掌握真空泵性能参数；掌握旋转式机械真空泵工作原理、特性及应用。

预习内容：机械增压泵
第9 次课
课时2 学时
章节题目
第三章 真空获得
本 次 课
教学目标
通过学习本节内容使学生掌握机械增压泵。
本 次 课
重点难点
机械增压泵的工作原理及特点。

教学基本内容设计：
3.3机械增压泵
一、名称和工作原理
二、机械增压泵的特点
三、机械增压泵的型号和技术参数
四、应用

辅助手段和时间分配

0.5学时
0.5学时
0.5学时
0.5学时

本次课小结
作业、预习等
本课小结：通过学习使学生们熟练掌握机械增压泵的工作原理及特点；了解机械增压泵的型号、技术参数及应用。

预习内容：蒸气流扩散泵

第10 次课
课时2 学时
章节题目
第三章 真空获得
本 次 课
教学目标
通过学习本节内容使学生熟悉扩散泵的工作原理及特性；初步了解扩散泵的一些实际问题。
本 次 课
重点难点
扩散泵的工作原理及特性。
教学基本内容设计：
3.4 蒸气流扩散泵
一、概况
1.历史
2.工作物质
3.分类
二、扩散泵的工作原理
三、扩散泵的实际问题
四、扩散泵的实际特性及应用

辅助手段和时间分配

0.5学时

0.5学时
0.5学时
0.5学时

本次课小结
作业、预习等
本课小结：通过学习使学生们了解蒸气流扩散泵的概况；熟练掌握扩散泵的工作原理、特性及应用。

预习内容：涡轮分子泵

第11 次课
课时2 学时
章节题目
第三章 真空获得
本 次 课
教学目标
通过学习本节内容使学生掌握涡轮分子泵和离子蒸发泵。
本 次 课
重点难点
涡轮分子泵和离子蒸发泵的工作原理及应用。
教学基本内容设计：
3.5 涡轮分子泵
一、工作原理
二、结构
三、工作特性
四、应用
3.6 离子蒸发泵
一、工作原理
二、具体的泵
三、应用

辅助手段和时间分配

0.3学时
0.3学时
0.2学时
0.2学时

0.4学时
0.4学时
0.2学时
本次课小结
作业、预习等
本课小结：通过学习使学生们掌握涡轮分子泵和离子蒸发泵的工作原理、结构、特性及应用。

预习内容：吸附泵和低温泵

第12 次课
课时2 学时
章节题目
第三章 真空获得
本 次 课
教学目标
通过学习本节内容使学生掌握吸附泵和低温泵；了解抽气速率的测量。
本 次 课
重点难点
吸附泵和低温泵的工作原理

教学基本内容设计：
3.7 吸附泵和低温泵
一. 概述
二. 工作原理
3.8 抽气速率的测量
一. 定容法
二. 定压法
三. 压差法

本章总结

辅助手段和时间分配

0.5学时
0.5学时

0.2学时
0.2学时
0.2学时

0.4学时

本次课小结
作业、预习等
本课小结：通过学习使学生们掌握吸附泵和低温泵；了解抽气速率的测量；全面总结第三章的内容。

预习内容：真空的测量

第13 次课
课时2 学时
章节题目
第四章 真空的测量
本 次 课
教学目标
通过学习本节内容使学生了解真空测量的概述，掌握U型管真空计和压缩式真空计（麦氏计）的工作原理、特点及应用。
本 次 课
重点难点
麦氏计的工作原理及刻度方法。
教学基本内容设计：
4.1 概述
一. 什么是真空测量
二. 真空度的表征及单位
三. 真空计分类及测量范围
4.2 U型管真空计和压缩式真空计
一. U型管真空计
二. 压缩式真空计（麦氏计）
1．工作原理
2．刻度方法
1）直线刻度法
2）平方刻度法
3．压缩真空计的特点
辅助手段和时间分配

0.2学时
0.2学时
0.2学时

0.4学时

0.3学时

0.3学时
0.3学时
0.1学时
本次课小结
作业、预习等
本课小结：通过学习使学生们了解真空测量的概述；掌握U型管真空计和压缩式真空计（麦氏计）的工作原理、特点及应用。

预习内容：热传导真空计

第14 次课
课时2 学时
章节题目
第四章 真空的测量
本 次 课
教学目标
通过学习本节内容使学生熟悉热传导真空计（电阻真空计和热偶真空计）的工作原理、特点及测量范围。
本 次 课
重点难点
热传导真空计的工作原理。
教学基本内容设计：
4.3 热传导真空计
一. 工作原理
二. 电阻真空计
三. 热偶真空计
四. 测量范围
五. DL-3热偶真空计
六.热真空计老化现象

辅助手段和时间分配

0.2学时
0.6学时
0.6学时
0.2学时
0.2学时
0.2学时

本次课小结
作业、预习等
本课小结：通过学习使学生们掌握热传导真空计的工作原理；了解电阻真空计和热偶真空计的特点及测量范围。

预习内容：热阴极电离真空计

第15 次课
课时2 学时
章节题目
第四章 真空的测量
本 次 课
教学目标
通过学习本节内容使学生熟悉掌握热阴极电离真空计的工作原理、组成、校准、测量范围、特点及如何使用。
本 次 课
重点难点
电离计的工作原理、基本结构及如何扩展测量上下限。
教学基本内容设计：
4.4 热阴极电离真空计
一. 工作原理
二. 基本结构
三. 校准
四. 测量范围
五. 电离真空计的使用
六. 电离真空计的特点

辅助手段和时间分配

0.5学时
0.5学时
0.2学时
0.5学时
0.2学时
0.1学时

本次课小结
作业、预习等
本课小结：通过学习使学生们掌握电离计的工作原理、基本结构及如何扩展测量上下限；了解电离真空计的使用及特点。

预习内容：超高真空热阴极电离真空计

第16 次课
课时2 学时
章节题目
第四章 真空的测量
本 次 课
教学目标
通过学习本节内容使学生熟悉超高真空热阴极电离真空计（B—A规）的结构、测量范围及优点；了解其它真空计的特点及应用。
本 次 课
重点难点
B—A规的结构及优点。
教学基本内容设计：
4.5 超高真空热阴极电离真空计
一. 简介
二. B—A规
1．结构
2．测量范围
3．优点

其它真空计简介
本章总结

辅助手段和时间分配

0.4学时

0.4学时
0.4学时
0.2学时

0.3学时
0.3学时
本次课小结
作业、预习等
本课小结：通过学习使学生们掌握B—A规的结构、测量范围及优点；了解其它真空计的特点及应用；对本章真空测量知识总结。

预习内容：真空检漏

第17 次课
课时2 学时
章节题目
第五章 真空检漏
本 次 课
教学目标
通过学习本节内容使学生熟悉掌握真空检漏的基本知识及基本原理。
本 次 课
重点难点
真空系统漏气的判断、容许漏率及检漏方法的响应过程。
教学基本内容设计：
5.1 概述
一.真空检漏的意义
二. 真空系统漏气的判断
三. 漏孔大小的表示
四．容许漏率
5.2 检漏的基本原理
一. 压强差的作用
二. 示漏气体与探测器
三、检漏方法的响应过程
四、各种效应的利用
五、检漏器的性能指标

辅助手段和时间分配

0.2学时
0.4学时
0.2学时
0.2学时

0.2学时
0.2学时
0.2学时
0.2学时
0.2学时

本次课小结
作业、预习等
本课小结：通过学习使学生们掌握真空检漏的基本知识及基本原理。

预习内容：充压检漏法

第18 次课
课时2 学时
章节题目
第五章 真空检漏
本 次 课
教学目标
通过学习本节内容使学生熟悉掌握充压检漏法的一些具体方法。
本 次 课
重点难点
卤素检漏法。
教学基本内容设计：
5.3 充压检漏法
一. 打气检漏法
二. 卤素检漏法
三、氨检漏法
辅助手段和时间分配

0.5学时
1.0学时
0.5学时

本次课小结
作业、预习等

本课小结：通过学习使学生们了解充压检漏法如何查漏。

预习内容：真空检漏法

第19 次课
课时2 学时
章节题目
第五章 真空检漏
本 次 课
教学目标
通过学习本节内容使学生熟悉掌握真空检漏法的一些具体方法。
本 次 课
重点难点
质谱仪检漏法
教学基本内容设计：
5.4 真空检漏法
一. 高频火花检漏法
二. 真空计检漏法
三、质谱仪检漏法
1．工作原理
2．示漏气体
3．检漏方法
4．性能指标

本章总结
辅助手段和时间分配

0.3学时
0.3学时

0.3学时
0.3学时
0.3学时
0.3学时

0.2学时

本次课小结
作业、预习等
本课小结：通过学习使学生们掌握真空检漏法的一些具体方法；同时对本章进行总结。

预习内容：真空系统

第20 次课
课时2 学时
章节题目
第六章 真空系统
本 次 课
教学目标
通过学习本节内容使学生熟悉掌握真空系统的组成、基本要求及真空系统的材料。
本 次 课
重点难点
真空密封物质
教学基本内容设计：
6.1 概述
一.真空系统的组成
二. 真空系统基本要求
6.2 真空系统的材料
一. 结构材料
二. 辅助结构材料
三、真空密封物质
1．真空封脂
2．真空封蜡
3．真空漆
4．永久性密封物质

辅助手段和时间分配

0.2学时
0.2学时

0.4学时
0.4学时

0.2学时
0.2学时
0.2学时
0.2学时
本次课小结
作业、预习等
本课小结：通过学习使学生们掌握真空系统的组成、基本要求；了解真空系统的结构材料和辅助结构材料；掌握真空密封物质。

预习内容：真空系统的零件

第21 次课
课时2 学时
章节题目
第六章 真空系统
本 次 课
教学目标
通过学习本节内容使学生熟悉掌握真空系统的主要零件。
本 次 课
重点难点
真空阀门
教学基本内容设计：
6.3 真空系统的零件
一.真空阀门的定义
二. 真空阀门的作用及要求
三. 真空阀门分类
四、常见活拴及阀门
1．玻璃真空活拴
2．无油玻璃真空活拴
3．真空球阀
4．真空蝶阀
5．挡板阀
6．电磁阀
7．针阀
8．超高真空阀
辅助手段和时间分配

0.2学时
0.2学时
0.2学时

0.2学时
0.2学时
0.1学时
0.1学时
0.2学时
0.2学时
0.2学时
0.2学时
本次课小结
作业、预习等
本课小结：通过学习使学生们掌握真空系统的主要零件，即常用的真空阀门。

预习内容：真空系统的计算

第22 次课
课时2 学时
章节题目
第六章 真空系统
本 次 课
教学目标
通过学习本节内容使学生熟悉掌握真空系统的计算。
本 次 课
重点难点
流导的计算
教学基本内容设计：
6.4真空系统的计算
一. 真空系统的抽气方程
二. 稳定流动的计算
三. 流导的计算
四、稳定流动的计算示例
五．计算示例

辅助手段和时间分配

0.4学时
0.4学时
0.4学时
0.4学时
0.4学时

本次课小结
作业、预习等
本课小结：通过系统介绍及计算示例使学生们掌握真空系统的计算问题。
作业：计算示例四、示例五
预习内容：实际光源生产的真空系统的计算

第23 次课
课时2 学时
章节题目
第六章 真空系统
本 次 课
教学目标
通过学习本节内容使学生掌握真空系统如何设计及实际光源生产中真空系统的计算。
本 次 课
重点难点
真空系统的设计
教学基本内容设计：
6.5真空系统的设计
1．选主泵
2．配泵
3．储气罐和维持泵
4．真空系统设计中应该注意的问题
5．真空系统的典型形式
6．真空系统的结构设计
7．真空系统操作规则
6.6 实际光源生产的真空系统的计算
一、抽速与抽气时间
二、机械泵与扩散泵匹配
三、冲洗法的计算
辅助手段和时间分配
0.8学时

0.4学时
0.4学时
0.4学时
本次课小结
作业、预习等
本课小结：通过学习使学生们掌握真空系统的设计；掌握实际光源生产的真空系统的计算。

预习内容：电光源工业中常用的真空系统和设备

第24 次课
课时2 学时
章节题目
第七章 电光源工业中常用的真空系统和设备
本 次 课
教学目标
通过学习本节内容使学生了解电光源工业中常用的真空系统和设备。
本 次 课
重点难点
荧光灯的排气系统
教学基本内容设计：

7.1白炽灯的排气系统
7.2荧光灯的排气系统
7.3超高压氙灯的排气系统
7.4高压钠灯封口及排气系统
7.5真空镀膜设备

总复习
辅助手段和时间分配

0.2 学时
0.2 学时
0.2 学时
0.2 学时
0.2 学时

1 学时

本次课小结
作业、预习等
本课小结：通过学习使学生们了解白炽灯、荧光灯、超高压氙灯及高压钠灯等常用光源的封排系统；了解真空镀膜设备及其所有真空系统。

对本课程全面总结。
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《真空技术与设备》教案

任课教师： 曹冠英

授课班级： 电信042

课程总学时： 48

课程周学时： 6

上课周次： 8

基本教材： 《真空技术及其在光源中的应用》

教学进度计划
章 节
计划课时
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