Radiometro di Crookes

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Radiometro di Crookes.

Il radiometro di Crookes, conosciuto anche come "mulino a luce" o "motore solare", consiste in un bulbo di vetro ermetico entro cui è stato fatto un vuoto parziale. All'interno c'è una girandola montata su di un fuso. Le palette entrano in rotazione quando vengono esposte alla luce e la velocità di rotazione è proporzionale all'intensità della sorgente luminosa, permettendo una misura quantitativa dell'intensità della radiazione elettromagnetica. La ragione della rotazione ha causato molti dibattiti scientifici.

L'apparecchio è stato inventato nel 1873 dal chimico William Crookes, come conseguenza di alcune sue ricerche. Eseguendo alcuni esperimenti di chimica molto accurati, mentre stava pesando alcuni campioni in una camera, in cui aveva creato un vuoto parziale per ridurre l'effetto delle correnti d'aria, notò che le misure erano disturbate quando la luce del sole colpiva la bilancia. Studiando questo effetto, creò il dispositivo che porta il suo nome.

Descrizione generale[modifica | modifica sorgente]

Il radiometro di Crookes in funzione.

Il radiometro è costituito da un bulbo di vetro da cui l'aria è stata in gran parte rimossa, per formare un vuoto parziale. All'interno del bulbo, su una sede a basso attrito, c'è un rotore con diverse (di solito quattro) piastrine di metallo leggero poste in verticale. Le piastrine sono lucidate a specchio o dipinte di bianco su un lato, e nere sull'altro. Se esposto alla luce del sole, luce artificiale o radiazioni infrarosse (anche il calore di una mano posta vicino può essere sufficiente), le piastrine cominciano a ruotare senza nessun apparente motore che le spinga, nel senso di avanzamento del lato bianco. Raffreddando il radiometro si ha una rotazione opposta.

L'effetto inizia a vedersi a valori di pressione di pochi mm di mercurio (torr), raggiunge un picco a circa 10−2 torr e quindi diminuisce per scomparire del tutto intorno a 10−6 torr. A questi elevati valori di vuoto, l'effetto della pressione di radiazione fotonica sulle piastrine può essere osservato da strumenti molto sensibili (come il radiometro di Nichols), ma non è sufficiente a generare una rotazione.

La "radiazione" a cui fa riferimento il nome è la radiazione elettromagnetica. Un radiometro di Crookes, coerentemente con il suffisso -metro presente nel nome, fornisce, infatti, una misura dell'intensità della radiazione elettromagnetica.

I radiometri si trovano comunemente in vendita in tutto il mondo come curiosi soprammobili per la casa, senza bisogno di batterie: la sola luce basta a far girare le palette; una luce intensa le fa roteare vorticosamente. Si presentano in diverse forme e dimensioni (es. in fotografia) e sono anche usati nei musei della scienza per illustrare la "pressione di radiazione" e l'irraggiamento termico.

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