1. Strålningstryck:
Strålning, inklusive ljus, bär fart. När ljus träffar en yta utövar det en liten kraft som kallas strålningstryck. Denna kraft är försumbar för de flesta makroskopiska objekt men blir betydande när man hanterar ömtåliga strukturer som utsätts för intensivt ljus, som vingarna på en radiometer.
2. Konstruktion:
En radiometer består vanligtvis av flera lätta skovlar eller armar, var och en fäst vid en central spindel. Skovlarna är vanligtvis tunna, svarta på ena sidan och vita eller reflekterande på den andra. Denna asymmetri är avgörande för radiometerns funktion.
3. Svartvita ytor:
Den svarta sidan av bladen absorberar en större del av ljusenergin jämfört med den vita eller reflekterande sidan. Denna skillnad i absorption leder till en variation i temperatur mellan de två sidorna av bladen.
4. Termisk expansion:
När de svarta ytorna värms upp gör de att luftmolekylerna nära dem rör sig snabbare och expanderar. Molekylerna kolliderar oftare med de svarta ytorna, vilket skapar ett högre tryck på den sidan av vingen.
5. Strålningstryck och rotation:
Eftersom ljuset har en starkare effekt på de svarta ytorna, studsar gasmolekylerna från dem med mer kraft jämfört med de vita ytorna. Denna obalans i trycket mellan de svarta och vita sidorna resulterar i en nettokraft som verkar på vingen. Kraften får vingen att svänga runt spindeln.
6. Kontinuerlig spinning:
Eftersom radiometern kontinuerligt exponeras för ljus upplever bladen en kontinuerlig termisk expansion och tryckskillnad, vilket leder till att enheten snurrar kontinuerligt. Den snurrande rörelsen är direkt relaterad till intensiteten av ljus som faller på radiometern.
Det är viktigt att notera att rotationen av en radiometer inte orsakas av vind eller luftströmmar. Istället är det ett direkt resultat av växelverkan mellan ljus och de specialdesignade vingarna, vilket visar de påtagliga effekterna av strålningstrycket.
