Радиометр Крукса

Назначение экспоната

Демонстрация радиометрического эффекта

Краткие теоретические сведения

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.

Второе явление, способствующее радиометрическому эффекту, имеет молекулярно-кинетическое происхождение: происходит сообщение молекулами газа при отражении от более нагретой стороны тела ему большего импульса, чем молекулами, отражающиеся от менее нагретой стороны.

Описание устройства экспоната

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.

Методика демонстрации экспоната

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