Radiometer
[* 2]
(Strahlungsmesser,
Lichtmühle), ein von
Crookes erfundener
Apparat, welcher durch die Einwirkung von
Licht-
und Wärmestrahlen in
Bewegung gesetzt wird. In seiner gewöhnlichen Form (s. Figur, S. 542) besteht das
Radiometer
aus einem vierarmigen Rädchen, welches mittels eines Glashütchens auf eine
Nadelspitze leicht drehbar aufgesetzt ist.
Jeder der aus Platindraht verfertigten
Arme trägt an seinem Ende ein vertikal gestelltes Blättchen aus
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geglühtem Glimmer, dessen eine Seite mit Ruß geschwärzt ist und zwar so, daß die berußten Flächen alle nach derselben Seite gekehrt sind. Das Ganze ist in eine hohle Glaskugel von 5-6 cm Durchmesser eingeschlossen, welche sich nach oben und unten röhrenförmig verlängert; von obenher ragt eine dünne, unten offene Glasröhre in die Kugel hinein, welche beim Neigen des Apparats das Glashütchen faßt und es verhindert, von der Spitze wegzufallen. Die Glashülle wird mittels einer Quecksilberluftpumpe [* 4] möglichst luftleer gemacht und dann zugeschmolzen.
Setzt man das Radiometer
den Strahlen einer Licht- oder Wärmequelle aus, so dreht sich das Rädchen mit einer der
Stärke
[* 5] der Strahlung proportionalen Geschwindigkeit, indem die nicht geschwärzten Flächen vorangehen. Ein bei gewöhnlicher
Temperatur stillstehendes Radiometer
dreht sich in umgekehrter Richtung, mit den schwarzen Flächen voran, wenn man es in ein Gefäß
[* 6] mit kaltem Wasser setzt. Crookes glaubte anfänglich die Bewegung des Radiometers
einer abstoßenden Wirkung der Strahlen zuschreiben
zu müssen, welche dieselben auf die schwarzen Flächen, von denen sie absorbiert werden, ausüben sollten.
Spätere Versuche aber zeigten, daß zwischen Rädchen und Glashülle eine Gegenwirkung stattfindet, daß somit die Bewegung
nicht von einer äußern Kraft
[* 7] herrühren könne. Läßt man nämlich ein Radiometer
, dessen Rädchen mit einem leichten Magnetstäbchen
versehen ist, in Wasser schwimmen und hält das Rädchen durch einen von außen genäherten Magnet fest,
so dreht sich bei Bestrahlung die Glashülle in einer Richtung, welche derjenigen entgegengesetzt ist, in der das freie Rädchen
im feststehenden Gefäß sich drehen würde.
Von den bisher versuchten Erklärungen hat noch keine allgemeine Anerkennung gefunden. Eine derselben leitet die Bewegung von Strömungen der in dem Gefäß noch vorhandenen sehr verdünnten Luft her, welche gegen die stärker erwärmten schwarzen Flächen gerichtet seien. Eine andre gründet sich auf die kinetische Gastheorie (s. Gase [* 8] und Wärme), [* 9] welcher zufolge sich die Moleküle eines Gases nach allen Seiten hin geradlinig fortbewegen und zwar mit um so größerer Geschwindigkeit, je höher die Temperatur ist.
An der wärmern schwarzen Fläche prallen sie daher mit erhöhter Geschwindigkeit ab, und die Fläche muß infolge des zwischen
ihr und der Gefäßwand erfolgenden Rückstoßes zurückweichen. Damit aber dieser Rückstoß stattfinden könne, muß die
Luft so weit verdünnt sein, daß der Weg, welchen ein Molekül bis zum Zusammenstoß mit einem andern zurücklegt,
sehr groß ist im Verhältnis zu dem Durchmesser der Kugel des Radiometers.
Eine dritte Erklärungsweise, welche die größere
Wahrscheinlichkeit für sich hat, nimmt an, daß an der höher erwärmten schwarzen Fläche eine Gasentwickelung stattfinde,
sei es nun, daß ein Teil der Luftschicht, welche an der Oberfläche der Blättchen, wie an allen Körpern, haftet und selbst
durch die Luftpumpe
[* 10] nicht zu entfernen ist, bei der Erwärmung entweicht, oder daß unter dem äußerst geringen Druck innerhalb
der Glashülle auch die feste Substanz der Blättchen verdampft. Der Rückstoß des von den schwarzen Flächen
sich entwickelnden Gasstroms würde alsdann das Zurückweichen derselben und somit die Drehung des Rädchens bewirken.