De radiometer is een van de uitvindingen en ontdekkingen van de
enigszins exentrieke Britse chemicus
Sir William Crookes
(1832-1919).
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!
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.
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.
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).
Download hier een label met de QR-code voor deze website.