Crookes' Radiometer

draait onder invloed van de warmte van zonlicht.

De radiometer is een van de uitvindingen en ontdekkingen van de enigszins exentrieke Britse chemicus Sir William Crookes (1832-1919).
http://www.sciencecafeovervecht.nl/Radiometer/radiometer.gif http://www.sciencecafeovervecht.nl/Radiometer/img290-t-over4.jpg http://www.sciencecafeovervecht.nl/Radiometer/Sir_William_Crookes_1906-texted.jpg


Klik de afbeeldingen aan om een link te openen in een nieuwe tab.
De blauwe pijlen brengen u terug naar het begin van de pagina.

Hoe werkt de radiometer van Crookes?

Als de glazen bol helemaaal luchtledig gezogen wordt, werkt de Crookes' radiometer niet en ook bij gewone luchtdruk niet. Dan is de luchtweerstand gewoon te hoog. Er is nog wel een ander instrument dat op hetzelfde principe werkt, namelijk temperatuurverschil tussen een belicht zwart en wit vlak. Maar dat is niet de klassieke radiometer van Sir William Crookes.

In eerste instantie zou je denken dat de radiometer draait onder invloed van de druk die de fotonen van het licht uitoefenen. Maar dat is dus niet het geval. Bovendien zou de radiometer dan de andere kant op draaien!

De natuurkundige verklaring is niet simpel. Zie de Engelse Wikipedia pagina over dit onderwerp.
https://en.wikipedia.org/wiki/Crookes_radiometer

Instructief is het filmpje https://www.youtube.com/watch?v=r7NEI_C9Yh0 waarin de werking van de radiometer onder verschillende (lage) luchtdrukken wordt gedemonstreerd met de volgend grafiek als resultaat.
http://www.sciencecafeovervecht.nl/Radiometer/how-a-Crookes-radiometer-works-cropped.jpg

De maximale rotatiesnelheid wordt bereikt als de vrijeweglengte (de gemiddelde afstand die een molecuul in een gas aflegt voor hij tegen een ander molecuul botst) ongeveer gelijk is aan de afmeting van de vaantjes.
Dat heet met een mooi woord een Knudsengas .

Een natuurkundige verklaring voor de gevonden curve wordt niet gegeven, Gesuggereerd wordt de proef te herhalen met grotere vaanjes zonder te vermelden die dan ook veel zwaarder zullen zijn en alleen vergeleken mogen worden met de kleine vaantjes voorzien van ballast.

Ook de eenvoudig uit te voeren proef om het effect van het molecuulgewicht van het gas te demonsteren - een effect dat uit de wetenschappelijk literatuur bekend is - bij voorbeeld door in plaats van lucht helium, xenon of kwikdamp te gebruiken wordt niet genoemd.

top.jpg top.jpg

Waar kan ik een radiometer kopen?

Er zijn nogal wat winkels/websites die radiometers als een soort speeltje - wat het ook is - te koop aanbieden voor 10 tot 20 Euro. Soms in fantasieuitvoering, zoals vaantjes in de vorm van een hartje.

Een interesante website voor de betere hobbyist is https://www.gyroscope.com uit Engeland. Ik heb er goede ervaringen mee. Maar bedenk dat als je er iets koopt, je forse inklaringrechten moet betalen nu Engeland niet meer in de EU zit. Brexit, you know.

De radiometer als stralingsmeter

F. Kohlrasch, Praktische Physik (Leipzig und Berlin, 1943) noemt onder talloze meetinstrumenten voor stralingsintensiteit, in het bijzonder warmtestraling, ook de radiometer. Daarbij worden twee vaantjes die aan één zijde zwart gemaakt zijn opgehangen aan een dunne (kwarts)draad. Bij belichting verandert de evenwichtspositie, die met een aan de vaantjes bevestigde spiegel wordt afgelezen. Dat laatste is tegenwoordig met een laser-aanwijzer zeer goed te doen. De uitwijking is evenredig met de lichtinensiteit, maar wel afhankelijk van de gebruikte gasvulling (en druk).


top.jpg top.jpg
Created 2020-04-15.Version 2022-03-24. © Harm J. Schoonhoven, Utrecht 2022. Distributed under Creative Commons CC BY-SA 4.0. http://www.sciencecafeovervecht.nl/Radiometer/CC-BY-SA.jpg
http://www.sciencecafeovervecht.nl/Radiometer/logo-science-cafe-overvecht-home.jpg