1. Pressione di radiazione:
La radiazione, compresa la luce, trasporta quantità di moto. Quando la luce colpisce una superficie, esercita una piccola forza nota come pressione di radiazione. Questa forza è trascurabile per la maggior parte degli oggetti macroscopici ma diventa significativa quando si ha a che fare con strutture delicate esposte a luce intensa, come le alette di un radiometro.
2. Costruzione:
Un radiometro è tipicamente costituito da diverse alette o bracci leggeri, ciascuno fissato a un alberino centrale. Le alette sono generalmente sottili, nere da un lato e bianche o riflettenti dall'altro. Questa asimmetria è cruciale per il funzionamento del radiometro.
3. Superfici in bianco e nero:
Il lato nero delle alette assorbe una frazione maggiore dell'energia luminosa rispetto al lato bianco o riflettente. Questa differenza di assorbimento porta ad una variazione di temperatura tra i due lati delle alette.
4. Espansione termica:
Quando le superfici nere si riscaldano, fanno sì che le molecole d’aria vicine si muovano più velocemente e si espandano. Le molecole si scontrano più frequentemente con le superfici nere, creando una pressione maggiore su quel lato della pala.
5. Pressione di radiazione e rotazione:
Poiché la luce ha un effetto più forte sulle superfici nere, le molecole di gas rimbalzano su di esse con maggiore forza rispetto alle superfici bianche. Questo squilibrio di pressione tra i lati bianco e nero si traduce in una forza netta che agisce sulla paletta. La forza fa ruotare la pala attorno al perno.
6. Rotazione continua:
Poiché il radiometro è continuamente esposto alla luce, le alette subiscono una continua espansione termica e differenza di pressione, portando alla continua rotazione del dispositivo. Il movimento rotatorio è direttamente correlato all'intensità della luce che cade sul radiometro.
È importante notare che la rotazione di un radiometro non è causata dal vento o dalle correnti d'aria. Si tratta invece di un risultato diretto dell'interazione tra la luce e le alette appositamente progettate, che dimostrano gli effetti tangibili della pressione di radiazione.
