Hvordan virker et Crookes' radiometer?

Et Crookes radiometer er en enhed, der består af en glaspære med et delvist vakuum indeni, indeholdende et sæt skovle ophængt i en tynd lodret ledning. Skovlene er normalt lavet af glimmer, og er enten sølvfarvede på den ene side eller sorte på begge sider. Når de udsættes for lys, vil bladene begynde at rotere, med den sorte side mod lyset.

Skovlenes rotation er forårsaget af overførsel af varme fra lyskilden til skovlene. Den sorte side af bladene absorberer mere varme end den forsølvede side, og dette får luftmolekylerne nær den sorte side til at blive mere energiske. Disse molekyler kolliderer derefter med bladene, overfører deres energi til bladene og får dem til at rotere.

Crookes radiometer er en enkel, men effektiv enhed, der demonstrerer princippet om termisk stråling og dens evne til at få objekter til at bevæge sig. Det er et populærvidenskabeligt legetøj og et pædagogisk værktøj og er også blevet brugt i eksperimenter med udforskning af rummet og gassers adfærd.

Her er en mere detaljeret forklaring af fysikken bag Crookes radiometer:

Når lys rammer en overflade, absorberes en del af lyset og omdannes til varme. Mængden af ​​absorberet lys afhænger af overfladens farve, hvor mørke farver absorberer mere lys end lyse farver. Det absorberede lys får overfladen til at blive opvarmet.

I tilfældet med Crookes radiometer absorberer den sorte side af vingene mere lys end den forsølvede side. Dette får den sorte side af vingene til at blive varmere end den forsølvede side. Den varmere luft nær den sorte side har et højere tryk end den køligere luft nær den forsølvede side. Denne trykforskel skaber en kraft, der skubber bladene i retning af den sorte side.

Crookes radiometer er en meget følsom enhed, og den vil reagere selv på meget svage lyskilder. Dette gør det til et nyttigt værktøj til at registrere små ændringer i lysintensiteten. Crookes radiometer er blevet brugt i eksperimenter til at måle intensiteten af ​​sollys og andre lyskilder, samt til at detektere tilstedeværelsen af ​​infrarød stråling.

Crookes radiometer er en fascinerende enhed, der er blevet brugt til at demonstrere principperne for termisk stråling i over et århundrede. Det er et enkelt, men kraftfuldt værktøj, der kan bruges til at undervise i fysik og til at udføre eksperimenter med lys og varme.