Radiometro de Crookes
La radiometro de Crookes, ankaŭ nomata "lumo-muelilo", konsistas el hermetika vitra ampolo en kiu oni faris partan vakuon. En la interno estas padelrado muntita sur spindelo. La padelrado komencas rotacii kiam ĝi estas trafita de lumo kaj la rotacia rapido estas proporcia al la intenso de la lumfonto. Tiel oni povas kvante taksi la intenson de la elektromagneta radiado. La kialo de la rotacio kaŭzis multajn sciencajn debatojn.
La aparato estis inventita en 1873 de la kemiisto William Crookes, kiel rezulto de iuj el liaj esploroj. Efektivigante kelkajn tre precizajn kemiajn eksperimentojn, dum li pezis kelkajn specimenojn en ĉambro, en kiuj li kreis partan vakuon por malpliigi la efikon de aerfluojoj, li rimarkis, ke la mezuroj estis perturbataj, kiam la sunlumo trafis la pesilon. Studante ĉi tiun efikon, li kreis la aparaton, kiu portas lian nomon.
Ĝenerala priskribo
[redakti | redakti fonton]
La radiometro konsistas el kava vitra globo el kiu la aero estis plejparte forigita, por formi partan vakuon kun premo egala al proksimume 5 Paskaloj.(tio estas 0,05 milibaroj). Interne de la globo, sur spindelo estas muntita padelrado farita el pluraj (kutime kvar) vertikalaj malpezaj metalaj platetoj. La platetoj estas spegulpoluritaj aŭ pentritaj blanke unuflanke, kaj nigraj sur la alia. Se la radiometro estas trafita de sunlumo, artefarita lumo aŭ infraruĝa radiado (eĉ la varmo de mano metita proksime al ĝi povas esti sufiĉe), la padelrado komencas rotacii sen iu ajn ŝajna motoro, kiu puŝas ĝin, tiel ke la nigro sekvas la brilon aŭ blankon. Ŝajnas ke sur la nigra flanko agas pli da premo ol sur la brila kaj tio estas ĝuste la malo de tio, kion atendis Crookes.
Gravas rimarki, ke la lumo-muelilo ne funkcias kun alta vakuo aŭ kun normala premo; la premo ene de la vitra globo devas esti inter 1 kaj 10 Paskaloj.
Fakte la eksperimento ne pruvas la radian premon de lumo. En la vitra globo restas minimuma kvanto da gaso kaj tiuj malmultaj gasaj partikloj, resaltas pli rapide de la nigra flanko, kiu estas pli varma ol la brila au blanka. Fakte, se la vakuo estas plialtigata al tre altaj valoroj, la padelrado haltas, malgraŭ esti forte lumigita.
Kiam la padelrado ne estas lumigita kaj termika ekvilibro ĉeestas, la termika movado de la gasaj molekuloj produktas statistike la saman nombron de trafoj sur la helaj kaj la malhelaj surfacoj same kiel sur la vitra surfaco de la globo. Kiam estas eksponitaj al radiado, la malhelaj surfacoj varmiĝas pli ol la helaj kaj iliaj molekuloj kaj atomoj plenumas pli fortan movadon (Brown-a movado). Se gasaj molekuloj nun renkontas rapide vibrantajn erojn sur la varma flanko, ili ricevas pli fortan impulson kiam ili forflugas. La ekvilibro de fortoj sur la padeloj perdiĝas kaj la nigra flanko spertas repuŝan forton en la kontraŭa direkto de la gasa ero forfluanta pro la principo de konservado de movokvanto.
Sekve la mezuro de la intenso de la radiado okazas nerekte, en la senco ke pli granda radiado al la padeloj varmigas pli la nigran flankon, kiu tial repelas la gasajn molekulojn kun pli da energio, kaŭzante pli rapidan rotacion.