Zastavte Crookesův mlýnek!

24. říjen 2008 | 06.00 |

Přístroj, který názorně demonstruje působení energie světla je Crookesův mlýnek. V roce 1873 jej vynalezl chemik William Crookes. Snažil se jím změřit vliv světla na prováděná chemická měření.

Skládá se ze skleněné baňky, z níž je vyčerpán vzduch a otočných lopatek, které jsou umístěny v baňce na jehlovém ložisku. Listy lopatek mají jednu stranu černou a druhou lesklou. Pustí-li se na tento "sluneční mlýnek" dostatečně intenzivní svazek světelných paprsků, dojde k roztočení mlýnku, protože fotony se od lesklých ploch odrážejí a na tmavých se pohltí, takže lesklé plochy obdrží větší impuls.
Foton je na černé straně pohlcen a předá lopatce mlýnu energii E = hν. Na druhé, lesklé, straně se však foton odrazí a tak předá lopatce energii dvakrát větší. Potom se tedy mlýnské kolo začne točit. Jeden foton tak předá hybnost ekvivalentní jeho energii. Z definice hybnosti jako p = mv, přičemž víme, že energie fotonu je E = hν , a podle Einsteinovy rovnice ekvivalence hmoty a energie E = mc2 pak dosadíme do původního vzorce p = mc = h.ν/c . Toto je tedy hybnost předaná fotonem slunečnímu mlýnu.

Pokud se mlýnek vystaví velmi silnému světlu, vrtulka se začne otáčet. Otáčení je způsobené tlakovým účinkem světelného toku resp. fotonů na mlýnek. Vzhledem k tomu, že světelný tlak je příliš slabý na otáčení vrtulkou, musí být přístroj mimořádně precizně zkonstruovaný a následně vyrobený, přičemž odpor prostředí a tření v ložisku musí být téměř nulové a v baňce musí být vakuum.

Pokud se v baňce ponechá část vzduchu (tlak je zhruba v rozmezí 1 Pa - 10-4 Pa) a mlýnek se osvětlí intenzivním světlem, vrtulka se začne otáčet opačným směrem, než v předchozím případě. Otáčení je způsobené dopadajícími fotony na černou plochu vrtulky, která se tak zahřívá. Od zahřáté plochy se nahřívají molekuly plynu v jejím bezprostředním okolí, čímž se plyn začne rozpínat. Reaktivním účinkem rozpínajících se molekul plynu na povrchu lopatky, které jsou intenzivněji zahřívané na tmavé straně vrtulky, než na lesklé straně, vznikne rotační pohyb. Tento pohyb označujeme jako pohyb reaktivním tlakem a vidíme jej na uvedeném videu. Většina komerčně vyráběných mlýnků funguje na tomto způsobu, protože si výrobci nedělají s pravým principem přístroje žádné starosti - hlavně, že se jim na světle vrtulka točí!

Crookesův "mlýnek” byl často vyhledáván senzibily, kteří jej po roztočení světlem žárovky svou "mentální" energií (pomocí smyšlených částic – mentionů) zastavovali. Takovýchto šílených experimentů provedli téměř 1700. Nejvýznamnějším z těchto pokusů bylo zastavení "Crookese‘ na vzdálenost Praha - Košice v určenou dobu. Nějak se však pozapomnělo na fyzikální vysvětlení snažení těchto senzid .bilů. Mlýnek se po čase zastaví sám – vlivem narůstajícího tření v ose otáčení mlýnku a pak zejména tím, že časem nastane tepelná rovnováha mezi prostředím v baňce a okolním prostředím. Chce to zkrátka vychytat princip konkrétního "mlýnku" a pak "kouzelník" dělá divy...

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 2 (4x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Související články

žádné články nebyly nenalezeny

Komentáře

RE: Zastavte Crookesův mlýnek! l. 31. 10. 2008 - 10:34
RE: Zastavte Crookesův mlýnek! l.m. 04. 01. 2009 - 18:34
RE(2x): Zastavte Crookesův mlýnek! fyzmatik 07. 01. 2009 - 20:43
RE: Zastavte Crookesův mlýnek! matt* 29. 03. 2009 - 21:48
RE: Zastavte Crookesův mlýnek! antonín kratochvíl 08. 02. 2014 - 15:59