Crookesin radiometri

Crookesin radiometri on eräs radiometrien-tyyppi. Sitä käytetään nykyisin lähinnä demonstraatioihin. Sen kehitti 1873 kemisti William Crookes.

Radiometrissa on lasisessa tyhjiöastiassa roottori, johon on kiinnitetty tyypillisesti neljä metallilevyä, joiden toinen puoli on tumma ja toinen kirkas. Kun valo osuu pintoihin, näyttää siltä että se työntää tummia pintoja, jolloin roottori lähtee pyörimään.

Crookes selitti tämän siten että valon säteilypaine aiheuttaa voiman tummiin pintoihin. James Clerk Maxwell oli tarkastamassa Crookesin julkaisua aiheesta ja hyväksyi selityksen, joka näytti vahvistavan hänen oman sähkömagnetismin teoriansa.

Selityksessä on kuitenkin ongelma: tumman pinnan pitäisi absorboida säteily, ja kirkkaan heijastaa se, jolloin kirkas pinta saisi kaksinkertaisen impulssin, ja laitteen pitäisi pyöriä toiseen suuntaan.

Toisena selityksenä annettiin että tumma pinta kuumenisi absorboidessaan säteilyä, ja vähäinenkin kaasunpaineen lisäys saisi laitteen pyörimään. Maxwell analysoi tarkoin tätä selitystä, pyrkien välttämään uuden virheen tekemisen, ja havaitsi sen vääräksi. Lisäksi havaittiin että korkeamman tyhjiön luominen vähensi pintoihin vaikuttavaa voimaa ja lopulta pysäytti laitteen kokonaan. Tämä karsi pois selityksen valosähköisestä ilmiöstä laitteen toiminnan aiheuttajana.

Lopulta Osborne Reynolds selitti ilmiön 1879 Royal Societylle jättämässään julkaisussa. Reynoldsin selityksessä kaasu kulkeutuu kylmältä puolelta lämpimälle aiheuttaen paine-eron, joka aiheuttaa voiman levyihin. Maxwell teki ongelmasta yksityiskohtaisen matemaattisen tarkastelun, joka julkaistiin otsikolla "On stresses in rarefied gases arising from inequalities of temperature" vuonna 1879 vähän ennen Maxwellin kuolemaa.^[1]