Сколько же молекул воздуха остается в лампе ?
При таком огромном разрежении, какое достигается в радиолампе, в ней остается примерно одна десятимиллиардная часть того количества воздуха, которое было до откачки. Уменьшение в десять миллиардов раз — колоссальное уменьшение. Если бы расстояние от Земли до Солнца уменьшилось в 10 миллиардов раз, то Землю и Солнце разделяли бы всего 15 м — ширина среднего размера улицы. Земля, уменьшенная в такое число раз, превратилась бы в крупинку диаметром около 1 мм.
И все-таки при подобном разрежении в баллоне электронной лампы обычных размеров, например, 6КЗ, остается еще 40 х 10?? (сорок триллионов) молекул.
Это число огромно. Самые мелкие маковые зернышки имеют в диаметре около 0,5 мм. Разместив их правильными рядами, мы сможем уложить в одном кубическом миллиметре восемь зернышек. Какой же объем займут сорок триллионов таких зернышек?
Несложный подсчет покажет, что для хранения подобного количества маковых зернышек потребуется помещение емкостью пять тысяч кубических метров, т. е. куб со стороной около 17 м.
Но молекулы настолько малы, что для размещения их в количестве даже десятков триллионов нужен совсем микроскопический объем. Диаметр молекулы газа в среднем равен 1 х 10?? мм — одной миллионной миллиметра. Если те сорок триллионов молекул, которые остались в баллоне лампы, уложить плотно одну к другой, то они займут объем всего лишь 4 х 10?? мм. Этот объем в 250 миллионов раз меньше объема баллона лампы. При равномерном размещении внутри баллона лампы всех оставшихся в ней после откачки молекул в каждом кубическом миллиметре окажется около 80 000 молекул.
Это число тоже очень велико, но чтобы составить правильное представление о том, на каком расстоянии молекулы будут находиться друг от друга, надо перевести все величины в привычные нам масштабы.
При равномерном распределении 80 000 молекул в одном кубическом миллиметре они будут находиться друг от друга на расстоянии примерно 0,02 мм. Это расстояние в 20 000 раз больше диаметра молекулы. Перейдем к астрономическим масштабам. Земля удалена от Луны на расстояние, примерно в 25 раз превышающее диаметр Земли. Округляя, можно считать, что Земля находится от Луны в 1 000 раз ближе, чем молекула от молекулы в баллоне лампы. Чтобы еще лучше представить это себе вернемся к маковым зернышкам. Два мельчайших маковых зернышка, разнесенные на расстояние, в 20 000 раз превышающее их диаметр, будут отстоять друг от друга на 10 м. В переводе на привычные нам масштабы жилплощади это составляет два маковых зернышка в комнате площадью в 50 м?.
Итак, два маковых зернышка в огромной комнате — вот плотность размещения молекул газа в электронной лампе после откачки. Естественно, что электроны, летящие от катода к аноду, почти не встречают на своем пути молекул воздуха; такие встречи возможны лишь в виде крайне редких исключений.