Лёгкие слюдяные пластины с зеркальной поверхностью зачернили с одной стороны и закрепили на оси вращения так, как показано на рисунке. Затем эту систему поместили в стеклянный сосуд, из которого частично откачали воздух. Если теперь этот сосуд поставить в ярко освещённое помещение, то пластины начнут вращаться по часовой стрелке, причём тем быстрее, чем больше света в помещении. Снабдив это устройство измерительной шкалой, можно использовать его в качестве радиометра — прибора для измерения интенсивности светового излучения. Объясните принцип действия этого прибора.
▶Посмотреть решениеСкрыть решение
Давление на поверхность температуры \(T_s\) в газе температуры \(T\): прилетающие молекулы приносят импульс, соответствующий \(T\), а улетающие уносят импульс, соответствующий \(T_s\):
\[ P_s = \frac{P}{2}\left(1+\sqrt{\frac{T_s}{T}}\right). \]Разность давлений на чёрную \((T_ч)\) и зеркальную \((T_з)\) стороны:
\[ \Delta P = \frac P2\left(\sqrt{\frac{T_ч}{T}}-\sqrt{\frac{T_з}{T}}\right) \approx \frac{P}{4}\,\frac{T_ч-T_з}{T}. \]Она направлена от чёрной стороны, значит вертушка поворачивается зеркальной стороной вперёд — «по часовой стрелке» на рисунке ✓. Чем ярче свет, тем больше \(T_ч-T_з\) и тем быстрее вращение.