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真空电子学是研究真空中与电子相关的物理现象的学科，主要研究领域包括荷电粒子的产生和操控、电磁波的传输与操控、荷电粒子与电磁波和物质的有条件相互作用等。从研究对象来讲，真空电子学涉及静电场、静磁场、电磁场、力、热等多物理场的深度融合；从功能实现来讲，真空电子学吸收、融合了材料、机械、固体物理、电磁场技术等多门学科的理论和方法。真空电子学是研究各类真空电子器件和粒子加速器等真空电子装置的基础。
真空电子学在现代科技领域（如无线电通信、微波技术、医学影像、粒子加速器、激光技术等）中有着广泛的应用。真空电子器件主要包括电子管、阴极射线管、微波管，以及涉及真空电子原理的光电子器件等，这些器件在不同领域中发挥着重要的作用。真空电子学的研究和应用对推动现代科技的发展具有重要意义，它不仅为通信、医疗、能源等领域提供了关键技术支持，还为科学研究提供了重要工具和手段。随着科技的不断进步和发展，真空电子学领域的研究也在不断深化和拓展，为人类社会的发展做出重要贡献。
真空电子学的创立，可以追溯至常被人们称为“电学世纪”的19世纪。这一时期的物理学硕果累累：电磁学得以建立，电磁波的存在得到实验证明；人们对电磁波谱也有了比较完整、统一的认识；电子和电子发射现象被发现。这些成就为真空电子学的研究与应用奠定了基础。