第一次看到光能輻射計,直覺地會傾向歸因於光子動量造成的光壓(高三的近代物理)。
實際上,因為沒有抽真空,所以主要是氣體碰撞造成運動(高三物理的氣體分子動力論)。

圖片引用自:國家地理網路商城-光能輻射計

影片引用自:YouTube-ラジオメーター・晴れの朝 A radiometer (sunny morning)

 

引用:國家地理網路商城-光能輻射計

光能輻射計原理:又名克魯克斯輻射計(Crookes Radiometer)是英國物理學家、化學家克魯克斯(William Crookes, 1832-1919)於1875年發明的,輻射計中是四片極輕金屬葉片,葉片之一端塗黑,置於尖針上,以減少扇葉轉動所受之阻力。 輻射計內金屬葉片的黑色面,吸收了輻射熱能使溫度升高,造成附近氣體分子平均動能升高,而銀色面則反射輻射能,溫度不變,附近氣體分子平均動能不變;又當 氣體分子由平面完全彈性碰撞時,其動量變化為2倍入射動量,故由黑面端反彈的分子,其動量變化大於白面端,即黑面端受力較白面端大,致使葉片順時針旋轉, 當不再接受輻射熱而逐漸冷卻時,葉片則反向旋轉。(文案參考:國立清華大學物理系科普教育網站)

 

另外引用:王朝網路 >> 百科 >> 太陽帆飛船,寫得很清楚:

輻射計
  關于光有壓力的探索最早可以追溯到17世紀,1619年開普勒猜測彗星的尾巴之所以背向太陽,是因爲存在一種太陽風將其吹開,現在知道 導致彗尾背向太陽的原因主要是陽光的壓力,所以開普勒的猜想可以作爲第一個牽涉到光壓領域的論述。後來牛頓主張的光微粒說則很自然地引進了光壓的概念,但 不久光波的概念就開始普及,光壓也就失去了生存的空間。即使如此,仍舊有衆多實驗物理學家試圖以實驗證明光具有壓力。例如1873年威廉·克魯克斯 (William Crookes)就設計了輻射計。


  旁邊的圖就是輻射計,在一個半真空的容器內有這樣的四片金屬葉片,它們都是一面塗黑,另 外一面是塗白,然後放置于針尖上。用光源照射它就會使它們開始旋轉,克魯克斯由此認爲發現了光壓。但實際上,這是空氣分子的壓力導致,由于容器內沒有抽 空,所以黑色部分吸收熱量導致的溫度增高會加熱這面的空氣分子,使之熱運動加快,對于葉片的壓力大;而白色部分吸收熱量少溫度低,這面的空氣分子熱運動 慢,壓力就小,其綜合效果就是葉片開始旋轉。

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