Радиометр крукса своими руками

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 18.09.2024

Радиометр Крукса (или вертушка Крукса) — четырёхлопастная крыльчатка, уравновешенная на игле внутри стеклянной колбы с небольшим разрежением. При попадании на лопасть светового луча крыльчатка начинает вращаться, что иногда НЕПРАВИЛЬНО объясняют давлением света.
На самом деле причиной вращения служит радиометрический эффект — возникновение силы отталкивания за счёт разницы кинетических энергий молекул газа, налетающих на освещённую, нагретую сторону лопасти и на противоположную, более холодную (механизм происходящего очень доступно описан в одном из нижеприведенных видео).
Открыл этот эффект и построил радиометр (вертушку) в 1874 году английский физик и химик сэр Уильям Крукс (Sir William Crookes, 17.06.1832 года - 4.04.1919 года).
В 1873 году Вильям Крукс решил определить атомный вес вновь открытого им элемента таллия и взвесить его на очень точных весах. Чтобы случайные воздушные потоки не исказили картины взвешивания, Крукс решил подвесить коромысла в вакууме. Сделал — и поразился. Его тончайшие весы были чувствительны к теплу. Если источник тепла находился под предметом, он уменьшал его вес, если над — увеличивал.Усовершенствуя этот свой нечаянный опыт, Крукс придумал забавную игрушку, которую называли то радиометром, то световой мельничкой.
Фото.

Демонстрация.

Видеолекция (на рус.), демонстрация, толкование :)


Радиометр Крукса (или вертушка Крукса) — четырёхлопастная крыльчатка, уравновешенная на игле внутри стеклянной колбы с небольшим разрежением. При попадании на лопасть светового луча крыльчатка начинает вращаться, что иногда неправильно объясняют давлением света.

На самом деле причиной вращения служит радиометрический эффект — возникновение силы отталкивания за счёт разницы кинетических энергий молекул газа, налетающих на освещённую, нагретую сторону лопасти и на противоположную, более холодную. [1] Причина вращения лопастей исторически вызывала множество научных дискуссий. [2] [3]

Открыл этот эффект и построил радиометр (вертушку) в 1874 году английский физик и химик Уильям Крукс, который в ходе одного из исследований, требовавшего очень точного взвешивания веществ, заметил, что в частично разряженной камере падающие солнечные лучи оказывали воздействие на весы. Изучая этот эффект, он и создал устройство, названное в его честь. П. Н. Лебедев в 1901 году измерил силу давления света на твёрдое тело, сумев в ходе весьма тонких экспериментов избавиться от действия радиометрического эффекта.

Содержание

Общее описание

Радиометр состоит из стеклянной колбы, из которой удалена большая часть воздуха (находящейся под частичным вакумомвакуумом). Внутри колбы на шпинделе с малым трением установлено несколько (обычно четыре) вертикальных металлических лопастей из легкого сплава, расположенных на одинаковом расстоянии от оси вращения. С одной стороны лопасти или отполированы, или покрашены белой краской, с другой — черной. При воздействии солнечного света, искусственного освещения или инфракрасного излучения (даже тепла рук может быть достаточно) лопасти начинают вращаться без видимой движущей силы: темные стороны удаляются от источника излучения, а светлые стороны приближаются. Охлаждение радиометра вызывает вращение в обратном направлении. Эффект начинает появляться при парциальном давлении вакуума в несколько несколько сотен паскалей, достигает пика на уровне около 1 Па и исчезает, когда вакуум достигает 10 −4 Па. При таком высоком вакууме давление фотонного излучения на лопасти можно наблюдать у очень чувствительных приборов (см. радиометр Николса), но этого недостаточно, чтобы вызвать их вращение.

В настоящее время радиометры продаются по всему миру как интересный сувенир, которому для вращения не нужны батарейки. Они бывают различных форм и часто используются в научных музеях для иллюстрации давления света — физического явления, к которому они на самом деле не имеют отношения.

Термодинамические процессы в радиометре

Давление воздуха внутри колбы не должно быть слишком низким и слишком высоким. Высокий вакуум внутри лампы будет препятствовать вращению, потому что не будет достаточного количества молекул воздуха, чтобы образовать воздушные потоки, которые вращают лопасти и передают тепло наружу, прежде чем обе стороны каждой лопасти достигнут теплового равновесия за счет теплопроводности через их материал. А при высоком давлении разницы температур будет не достаточно, чтобы поворачивать лопасти, так как увеличится сопротивление воздуха — воздушный поток затормозится прежде, чем достигнет противоположной стороны соседней лопасти.

Теории, объясняющие причину вращения лопастей

  1. Сам Крукс неверно предположил, что силы, воздействующие на лопасти, связаны с давлением света. Эту теорию первоначально поддерживал Джеймс Максвелл, который предсказал существование силы света. Такое объяснение еще часто встречается в инструкциях, поставляющихся вместе с устройством. Первый эксперимент, опровергший эту теорию, был проведен Артуром Шустером в 1876 году, который заметил, что на стеклянную колбу радиометра Круткса оказывала действие сила в направлении, противоположном вращению лопастей. Это показало, что сила, поворачивающая лопасти, создавалась внутри радиометра. Если давление света было причиной вращения, то чем выше вакуум в колбе, тем меньше будет сопротивление воздуха движению, и тем быстрее лопасти должны вращаться. В 1901 году с помощью более совершенного вакуумного насоса российский ученый Петр Лебедев доказал, что радиометр работает только когда в колбе находится газ под низким давлением; в высоком вакууме лопасти остаются неподвижными. Действительно, если давление света было бы движущей силой, то радиометр вращался в обратном направлении, так как фотон, отраженный светлой стороной лопасти, передаст ей больше момента, чем фотон, поглощенный темной стороной. На самом деле давление света слишком мало, чтобы привести лопасти в движение.
  2. Другая неверная теория состояла в том, что тепло на темной стороне лопасти вызывало образование газа, который и приводил радиометр в движение. Она была на практике опровергнута опытами Лебедева и Шустера.
  3. Частичное объяснение вращения заключается в том, что молекулы газа, ударившиеся о темную сторону лопасти, будут забрать часть ее тепла, отскакивая с увеличенной скоростью. Если молекула получает такой прирост в скорости, то это фактически означает, что на лопасти оказывается небольшое давление. Дисбаланс этого эффекта между теплой темной стороной и более холодной светлой означает, что общее давление на лопасти эквивалентно давлению на темную сторону, и в результате лопасти крутятся светлой стороной вперед. Проблема этой теории состоит в том, что в то время как более быстро движущаяся молекула оказывает больше силы, она также лучше препятствуют другим молекулам, движущимся по направлению к лопасти, так что суммарная сила, действующая на лопасть, должна остаться точно такой же — чем больше температура, тем больше снижение локальной плотности молекул. Спустя годы после того, как это объяснение было признано неверным, Альберт Эйнштейн доказал, что два давления не компенсируют друг друга из-за температурной разницы на краях лопастей. Предсказанной Эйнштейном силы было бы достаточно, чтобы двигать лопатки, но лишь с небольшой скоростью.
  4. Тепловая транспирация, [4] последняя часть этой головоломки, была теоретически предсказана Осборном Рейнольдсом, [5] но упоминалась впервые в последней опубликованной при жизни работе Джеймса Максвелла. [6] Рейнольдс обнаружил, что если пористая пластина остается теплее с одной стороны, чем с другой, то взаимодействие между молекулами газа и будет таковым, что газ будет поступать от холодной к горячей стороне. Лопасти радиометра Крукса не пористые, но пространство между их краями и стенками колбы выступает именно как поры в пластине Рейнольдса. В среднем, молекулы газа перемещаются из холодной стороны в горячую тогда, когда отношение давлений меньше, чем квадратный корень из отношения их абсолютных температур. Разница в давлении вызывает движение лопастей холодный (светлой) стороной вперед.

Предсказанные и Эйнштейном, и Рейнольдсом силы по всей видимости являются причиной вращения радиометра Крукса, хотя по-прежнему не ясно, какая из них оказывает большее воздействие.

Радиометр с полностью темными лопастями

Чтобы вращаться, лопасти вертушки Крукса не обязательно должны быть покрыты различными цветами с каждой стороны. В 2009 году исследователи из Техасского университета в Остине создали одноцветный радиометр, который состоит из четырех изогнутых лопастей, каждая из которых образует выпуклые и вогнутые поверхности. Вертушка равномерно покрыта золотыми нанокристаллами, которые являются сильными поглотителями света. Под воздействием света из-за необычной геометрии выпуклая сторона лопасти получает больше энергии фотонов, чем вогнутая сторона; при этом молекулы газа также получают больше тепла от выпуклой стороны, чем от вогнутой. При низком вакууме этот асимметричный нагрев вызывает движение газа у каждой лопасти, от вогнутой стороны к выпуклой стороне, что было продемонстрировано с помощью метода Монте-Карло нестационарного статистического моделирования (ММКНСМ). Движение газа приводит к тому, что радиометр вращается вогнутой стороной вперед, в соответствии с третьим законом Ньютона.

Благодаря появлению радиометра с одноцветными лопастями стало возможно создать микро- или нанорадиометр, поскольку при таких малых размерах трудно сымитировать материалы с различными оптическими свойствами в очень небольшом трехмерном пространстве. [7] [8]

Нанорадиометр

В 2010 году исследователям из Калифорнийского университета в Беркли удалось создать нанорадиометр, который работает на совершенно отличном от радиометра Крукса принципе. Золотая вертушка в форме свастики, всего 100 нанометров в диаметре, была построена и освещена лазером, который был настроен так, чтобы придавать ей угловой момент. Впервые возможность создания нанорадиометра с подобным принципом работы была предложена физиком Принстонcкого университета Ричардом Бетом в 1936 году. Вращающий момент был значительно увеличен за счет резонансной связи падающего света и плазмонных волн в металлической решетке. [9]

Он был изобретен в 1873 году Уильямом Круксом для измерения магнитного излучения, но причины вращения устройства были предметом нескольких научных дебатов в течение десяти лет, прежде чем текущее объяснение было опубликовано в 1879 году.

Выяснилось, что тепла руки достаточно для того, чтобы устройство могло поворачиваться даже медленно. Это потому, что излучаемое тепло является инфракрасным излучением .

Резюме

Частичный вакуум

Эффект начинается с нескольких торр (несколько сотен паскалей ), увеличивается примерно до 0,01 торр (около 1 Па), затем уменьшается и исчезает около 10 -6 торр (примерно 10 -4 Па). Обычно используется давление 5 паскалей.

Термодинамические пояснения


Первоначально Уильям Крукс изобрел это устройство для определения давления излучения света , теория, первоначально предложенная Джеймсом Клерком Максвеллом . Если давление света приводит в движение плавники, они должны вращаться в противоположном направлении (серебряная сторона толкает почерневшую сторону), поскольку черный поглощает, а блеск отклоняется.

Файл: Радиометр Крукса в действии.webm

"> Читать СМИ

Из-за вращения, когда черная грань толкает серебряную грань, Артур Шулер поставил под сомнение назначение устройства, предположив, что движущие силы находятся внутри устройства. Он рассуждал так: если легкое давление облегчает вращение, то более высокий вакуум должен помогать ему больше. Однако это не так, как показал Петр Лебедев с более эффективным вакуумным аппаратом.

Наконец, Альберт Эйнштейн показал, что давления, оказываемые на каждую сторону плавника, не равны. И Осборн Рейнольдс показал , что, в среднем, молекулы газа перейти от холодной стороны к горячей стороне (от светлого до темного) , что вызывает разность давлений приблизительно пропорциональна квадратный корень из разности температур.

Силы, описанные Эйнштейном и Рейнольдсом, соответствуют разным режимам. В зависимости от давления одна из этих двух сил является доминирующей.


В Радиометр Крукса (также известный как легкая мельница) состоит из герметичной стеклянной колбы, содержащей частичный вакуум, с набором лопаток, установленных внутри на шпинделе. Лопасти вращаются под воздействием света, с более быстрым вращением для более интенсивного света, обеспечивая количественное измерение электромагнитное излучение интенсивность.

Причина ротации была причиной многих научная дискуссия через десять лет после изобретения устройства, [1] [2] но в 1879 г. было опубликовано принятое в настоящее время объяснение вращения. [3] [4] Сегодня устройство в основном используется в физическом образовании как демонстрация Тепловой двигатель управляется световой энергией.

Он был изобретен в 1873 году химиком. Сэр Уильям Крукс как побочный продукт некоторых химических исследований. В ходе очень точной количественной химической работы он взвешивал образцы в частично откачанной камере, чтобы уменьшить влияние воздушных потоков, и заметил, что результаты взвешивания нарушались, когда на весы попадал солнечный свет. Исследуя этот эффект, он создал устройство, названное его именем.

Он по-прежнему производится и продается в качестве учебного пособия или любопытства.

Содержание

Общее описание

В радиометр сделан из стеклянной колбы, из которой удалена большая часть воздуха, чтобы сформировать частичный вакуум. Внутри лампочки, на низком трение шпиндель, представляет собой ротор с несколькими (обычно четырьмя) вертикальными легкими лопастями, равномерно расположенными вокруг оси. Лопатки полированные или белые с одной стороны и черные с другой.

При воздействии Солнечный свет, искусственный свет, или инфракрасный излучения (даже тепла руки поблизости может быть достаточно), лопасти вращаются без видимой движущей силы, темные стороны удаляются от источника излучения, а светлые стороны наступают.

Охлаждение радиометра вызывает вращение в обратном направлении. [ нужна цитата ]

Наблюдения за эффектами

Эффект начинает проявляться наблюдаемый при давлении частичного вакуума в несколько сотен паскали (или несколько торр), достигает пика примерно на уровне 1 паскаль (7,5 x 10 −3 торр) и исчезнет к тому времени, когда вакуум достигнет 10 −4 паскаль (7,5 х 10 −7 торр) (см. пояснения примечание 1). В этих очень высоких вакуумах эффект фотона радиационное давление на лопатках можно наблюдать в очень чувствительной аппаратуре (см. Радиометр Николса), но этого недостаточно, чтобы вызвать вращение.

Происхождение названия

В префикс "радио-"в названии происходит от комбинированной формы латинского радиус, луч: здесь он относится к электромагнитное излучение. Радиометр Крукса, соответствующий суффикс "-метр"в названии может обеспечить количественное измерение интенсивности электромагнитного излучения. Это можно сделать, например, с помощью визуальных средств (например, вращающегося диска с прорезями, который функционирует как простой стробоскоп) без вмешательства в само измерение.

Радиометры сейчас широко продаются во всем мире как новинка; не нужны батарейки, а только свет, чтобы лопасти вращались. Они бывают разных форм, например, изображенной на фото, и часто используются в научные музеи проиллюстрировать "радиационное давление«- научный принцип, который они фактически не демонстрируют.

Термодинамическое объяснение

Файл: 24. Круксов радиометар.ogv

"> Воспроизвести медиа

Радиометр Крукса в действии с включенным и выключенным светом. (Обратите внимание, что объяснение, данное в подписи к клипу, не согласуется с современным объяснением.)

Движение с поглощением черного тела

Когда энергия излучения источник направлен на радиометр Крукса, радиометр становится тепловым двигателем. [5] Работа теплового двигателя основана на разнице в температура который преобразуется в механический выход. В этом случае черная сторона лопасти становится горячее, чем другая сторона, поскольку лучистая энергия от источника света нагревает черную сторону на абсорбция черного тела быстрее, чем серебряная или белая сторона. Внутренний воздух молекулы нагреваются, когда они касаются черной стороны лопасти. Более теплая сторона лопатки подвергнутый силе который продвигает его вперед.

Внутренняя температура повышается, поскольку черные лопасти передают тепло молекулам воздуха, но молекулы снова охлаждаются, когда они касаются стеклянной поверхности колбы, которая имеет температуру окружающей среды. Эта потеря тепла через стекло поддерживает постоянную температуру внутренней колбы, в результате чего на двух сторонах лопаток возникает разница температур. Белая или серебристая сторона лопастей немного теплее внутренней температуры воздуха, но холоднее, чем черная сторона, так как некоторое количество тепла проходит через лопатку с черной стороны. Две стороны каждой лопасти должны быть в некоторой степени теплоизолированы, чтобы полированная или белая сторона не сразу достигла температуры черной стороны. Если лопатки металлические, то изоляцией может быть черная или белая краска. Стекло остается намного ближе к температуре окружающей среды, чем температура, достигаемая черной стороной лопастей. Внешний воздух помогает отводить тепло от стекла. [5]

Движение с излучением черного тела

Когда радиометр нагревается в отсутствие источника света, он поворачивается в прямом направлении (т. Е. Черные стороны сзади). Если руки человека поместить вокруг стекла, не касаясь его, лопатки повернутся медленно или не повернутся совсем, но если прикоснуться к стеклу, чтобы быстро нагреть его, они повернутся более заметно. Стекло с прямым нагревом излучает достаточно инфракрасного излучения для поворота лопастей, но стекло блокирует большую часть дальнего инфракрасного излучения от источника тепла, не контактирующего с ним. Однако ближний инфракрасный и видимый свет легче проникает через стекло.

Если стекло быстро охладить в отсутствие сильного источника света, приложив лед к стеклу или поместив его в морозильную камеру с почти закрытой дверцей, оно повернется назад (т. Е. Серебряные стороны тянутся). Это демонстрирует излучение черного тела с черных сторон лопаток, а не поглощение черного тела. Колесо поворачивается назад, потому что чистый теплообмен между черными сторонами и окружающей средой первоначально охлаждает черные стороны быстрее, чем белые. При достижении равновесия, обычно через минуту или две, обратное вращение прекращается. Это контрастирует с солнечным светом, при котором прямое вращение может поддерживаться весь день.

Пояснения к силе на лопатках

За прошедшие годы было много попыток объяснить, как работает радиометр Крукса:

Неправильные теории

Крукс ошибочно предположил, что сила была вызвана давление света. [6] Первоначально эта теория была поддержана Джеймс Клерк Максвелл, предсказавший эту силу. Это объяснение до сих пор часто встречается в листовках, прилагаемых к устройству. Первый эксперимент по проверке этой теории был проведен Артур Шустер в 1876 году, который заметил, что на стеклянную колбу радиометра Крукса действует сила, противоположная направлению вращения лопастей. Это показало, что сила, поворачивающая лопатки, создавалась внутри радиометра. Если легкое давление было причиной вращения, то чем лучше вакуум в колбе, тем меньше сопротивление воздуха движению и тем быстрее должны вращаться лопасти. В 1901 году с улучшенным вакуумным насосом Петр Лебедев показали, что на самом деле радиометр работает только тогда, когда в колбе находится газ под низким давлением, а лопатки остаются неподвижными в жестком вакууме. [7] Наконец, если бы движущей силой было легкое давление, радиометр вращался бы в противоположном направлении, как фотоны на блестящей стороне, отражаясь, будет передаваться больший импульс, чем на черной стороне, где фотоны поглощаются. Это результат сохранение импульса - импульс отраженного фотона, выходящего на световой стороне, должен соответствовать реакция на лопатке, которая это отражала. Фактическое давление, оказываемое светом, слишком мало для перемещения этих лопастей, но его можно измерить с помощью таких устройств, как Радиометр Николса.

Другая неверная теория заключалась в том, что тепло на темной стороне приводило к выделению газа, что толкало радиометр. Позднее это было эффективно опровергнуто обоими экспериментами Шустера. [8] (1876 г.) и Лебедева (1901 г.) [7]

Частично верная теория

Частичное объяснение состоит в том, что газ молекулы удар по более теплой стороне лопасти будет собирать часть тепла, отскакивая от лопатки с увеличенной скоростью. Придание молекуле этого дополнительного ускорения эффективно означает, что на лопатку оказывается небольшое давление. Дисбаланс этого эффекта между более теплой черной стороной и более холодной серебряной стороной означает, что чистое давление на лопатку эквивалентно толчку на черной стороне, и в результате лопатки вращаются, а черная сторона остается позади. Проблема с этой идеей заключается в том, что, хотя более быстро движущиеся молекулы создают большую силу, они также лучше останавливают другие молекулы от достижения лопасти, поэтому итоговая сила на лопатке должна быть такой же. Более высокая температура вызывает уменьшение локальной плотности, что приводит к одинаковой силе с обеих сторон. Спустя годы после того, как это объяснение было отклонено, Альберт Эйнштейн показали, что два давления не компенсируются точно на краях лопаток из-за разницы температур там. Силы, предсказанной Эйнштейном, было бы достаточно, чтобы переместить лопасти, но недостаточно быстро. [9]

Правильная теория

Осборн Рейнольдс правильно предположил, что термальная транспирация была причиной движения. [10] Рейнольдс обнаружил, что если пористая пластина остается более горячей с одной стороны, чем с другой, взаимодействия между молекулами газа и пластинами таковы, что газ будет течь от более горячей стороны к более холодной. Лопатки типичного радиометра Крукса не пористы, но пространство за их краями ведет себя как поры в пластине Рейнольдса. В среднем молекулы газа движутся от горячей стороны к холодной, когда степень давления меньше квадратного корня из (абсолютного) отношения температур. Разница давлений заставляет лопасть двигаться холодной (белой) стороной вперед из-за тангенциальной силы движения разреженного газа, движущегося от более холодной кромки к более горячей кромке. [3]

Статья Рейнольдса какое-то время оставалась неопубликованной, потому что на нее ссылался Максвелл, который затем опубликовал собственную статью, в которой содержалась критика математики в неопубликованной статье Рейнольдса. [11] Максвелл умер в том же году, и Королевское общество отказался опубликовать критику Рейнольдса опровержения Максвелла неопубликованной статьи Рейнольдса, поскольку считалось, что это будет неуместным аргументом, когда один из вовлеченных людей уже умер. [3]

Мельница полностью черного света

Чтобы вращаться, легкая мельница не должна быть покрыта разными цветами на каждой лопасти. В 2009 г. исследователи Техасский университет, Остин создал одноцветную легкую мельницу с четырьмя изогнутыми лопатками; каждая лопасть образует выпуклую и вогнутую поверхность. Легкая мельница равномерно покрыта золотом. нанокристаллы, которые являются сильным поглотителем света. При экспонировании из-за геометрического эффекта выпуклая сторона лопасти получает больше энергии фотонов, чем вогнутая, и, следовательно, молекулы газа получают больше тепла с выпуклой стороны, чем с вогнутой стороны. В условиях грубого вакуума это асимметричный Эффект нагрева вызывает чистое движение газа через каждую лопасть, от вогнутой стороны к выпуклой стороне, как показали исследователи. Прямое моделирование Монте-Карло моделирование. Движение газа заставляет легкую мельницу вращаться, при этом вогнутая сторона движется вперед из-за Третий закон Ньютона. Этот одноцветный дизайн способствует изготовлению микрометр- или же нанометр- масштабные легкие мельницы, так как трудно моделировать материалы с различными оптическими свойствами в очень узком трехмерном пространстве. [12] [13]

Горизонтальная лопастная мельница

Тепловая ползучесть от горячей стороны лопатки к холодной стороне была продемонстрирована на стане с горизонтальными лопатками, которые имеют двухцветную поверхность с черной половиной и белой половиной. Такая конструкция называется радиометром Хеттнера. Было обнаружено, что угловая скорость этого радиометра ограничивается в большей степени поведением силы сопротивления из-за наличия газа в корпусе, чем поведением силы тепловой ползучести. Эта конструкция не испытывает эффекта Эйнштейна, потому что грани параллельны градиенту температуры. [14]

Наноразмерная легкая мельница

В 2010 г. исследователи Калифорнийский университет в Беркли удалось построить наноразмер световая мельница, которая работает по совершенно иному принципу, чем радиометр Крукса. А золото световая мельница диаметром всего 100 нанометров была построена и освещена настроенным лазерным светом. Возможность сделать это была предложена физиком из Принстона. Ричард Бет в 1936 году. Крутящий момент был значительно увеличен за счет резонансной связи падающего света с плазмонные волны в структуре золота. [15]


Назначение экспоната

Демонстрация радиометрического эффекта

Радиометрический эффект — явление самопроизвольного движения неравномерно нагретых тел, помещённых в разреженных газах, в направлении от более нагретой стороны к менее нагретой. Неравномерность нагревания обычно осуществляется односторонним освещением тела, с чем и связано название эффекта. Силы, приводящие тело в движение, называются радиометрическими.

В образовании радиометрических сил играет роль тепловое скольжение — движение приповерхностного слоя газа к более горячей части поверхности тела и вызванное вязкостью распространение этого движения на далёкие от поверхности слои газа: так как выполняется закон сохранения импульса, то тело движется в противоположном направлении; именно так происходит собирание пыли на холодных стенках, расположенных у батарей центрального отопления.

Радиометр Крукса предствляет собой четырёхлопастную крыльчатку, уравновешеннуя на игле внутри стеклянной колбы с небольшим разрежением. При попадании на лопасть светового луча крыльчатка начинает вращаться, что иногда неправильно объясняют давлением света.

На самом деле причиной вращения служит радиометрический эффект. Каждая из четырех лопастей крыльчатки имеет темную и светлую стороны. В результате большего поглощения света темная сторона освещаемой
лопасти нагревается сильнее, чем светлая. Поэтому молекулы газа, находящегося в колбе, отскакивают от темной стороны лопасти с большей скоростью, чем от светлой. Следовательно, лопасть, повернутая к
источнику света темной стороной, получает больший импульс, чем лопасть, обращенная к свету светлой стороной. Этим и объясняется наблюдаемое вращение.

Экскурсовод направляет на радиометр Крукса пучок света, благодаря чему крыльчатка внутри колбы вращается. Если выключить источник света, то крыльчатка останавливается. Экскурсовод объясняет природу явления.

Читайте также: