Кратко о самом приборе. Радиометр представляет собой стеклянную колбу, из которой частично выкачан воздух. Внутри колбы установлена сбалансированная, вращающаяся на вертикальной оси крыльчатка. Обычно используются четыре металлические лопасти из легкого сплава, расположенных симметрично оси вращения, но с разной степенью отражения. С одной стороны каждая лопасть серебристого цвета, а с другой – черная. Свет, попадающий на лопасти вертушки, заставляет ее вращаться светлой стороной вперед.
После изобретения вертушки Круксом, она на много десятков лет стала головоломкой для ученых. Самое интересное в этой вертушке то, что она вращается неправильно, не в ту сторону, как предписывала теория Дж. Максвелла. Этот парадокс был замечен только через два года после появления радиометра. В 1876 году А. Шустер обнаружил, что вертушка, вопреки давлению света, вращается в противоположную сторону. В теории падающий свет должен создавать давление на отражающую поверхность в 2 раза сильнее, чем на черную.
В самом конце XIX века опыты с давлением света проводил русский ученый П.Н. Лебедев [1]. В истории физики говорится, что Лебедеву, якобы, удалось подтвердить теоретические расчеты Максвелла. Но как показывают последние исследования (опыт В.Е. Костюшко [2]) такого явления, как «давление света» – не существует.
За счет каких сил вращается эта, простая, на первый взгляд, вертушка Крукса? Подробный анализ описан в моей ранней статье: «Радиометр Крукса» [3].
Данная статья написана в свете новых экспериментов с радиометром Крукса с разными источниками света, которые по-разному воздействуют на работу данного прибора. Почему вращение крыльчатки избирательно к источникам света, на холодное освещение действие слабое, а на теплое – активное?
Блогер и экспериментатор И. Белецкий провел серию опытов с данной вертушкой, где продемонстрировал и обратное вращение крыльчатки. Такое вращение было обнаружено, как реверсивное при установке вертушки в холодильник и микроволновую печь [4].
Видео любезно предоставлено автором, см. внизу страницы.
В начале видео экспериментатор продемонстрировал действие различных источников света. От воздействия светодиодных источников крыльчатка слабо реагировала и вращалась медленно. Зато при включении лампы накаливания начинала быстро вращаться. Крыльчатку вращалась даже от зажженной спички и от тепла рук экспериментатора. Как же воздействовал свет на данный прибор, после чего крыльчатка постоянно закручивалась по часовой стрелке, хотя свет падал равномерно на вертушку?
На мой взгляд, это еще одно подтверждение моей теории, что теплота порождает гравитацию. Каким образом гравитация привязана к данному прибору?
На примере Солнца. В ясную погоду атмосфера Земли, простирающаяся на десятки километров, не заслоняет нам само Солнце по причине слабого взаимодействия молекул воздуха с солнечным светом. Газовые молекулы – это материальные частицы, которые более охотно откликаются на красный и инфракрасный спектры излучения, за счет которых и нагреваются.
В радиометре та же ситуация. Лампа накаливания, испускающая весь спектр излучения, в том числе инфра- и красный, быстро нагревает черную сторону лопасти вертушки, с которой испускается инфракрасное излучение. Молекулы разреженного газа охотно поглощают его, и в свою очередь, избавляясь от лишней энергии, отстреливают инфракрасные фотоны (крафоны) в сторону источника энергии. За счет импульса придачи данные молекулы устремляются в том же направлении, ударяясь в черную площадку, и заставляя ее двигаться. (Более подробно о действии крафонов читайте в книге «Как рождается гравитация, гл. 2, 4» [5]).
В данной статье я хочу объяснить природу «правильного» вращения вертушки, черной поверхность вперед, обычно на свету, она вращается отражающей стороной вперед.
1. Вертушка в холодильнике.
Экспериментатор поставил радиометр в холодильник, предварительно облучив и раскрутив крыльчатку обычным светильником. Через приоткрытую дверцу холодильника видно, как крыльчатка замедляет свое вращение и останавливается, а затем начинает вращаться в противоположную сторону, т.е. черной стороной вперед.
2. Вертушка в микроволновой печи.
Здесь автор поступил иначе. На короткое время он включал микроволновку, крыльчатка начинала вращаться как обычно, отражающей поверхностью вперед. После отключения печи, крыльчатка вращалась по инерции и останавливалась, а затем, без подвода энергии извне, вращение реверсировалось, и крыльчатка начинала вращаться в противоположном направлении.
Нормальное вращение происходит за счет дискретного дисбаланса давлений газа на лопасти с разной светоотражающей поверхностью. В момент включения света, поглощение черной поверхностью выше, она быстрее нагревается и перед ней создается повышенное давление газа, что создает поворот крыльчатки светоотражающей поверхностью вперед. Уход данной пластинки в тень она быстро охлаждается, на ее место приходит другая и также нагревается, перед ней добавляется очередная порция избыточного давления газа.
Поскольку воздух в колбе разрежен, то давление по всему объему колбы не успевает выравниваться. Давление не может выровняться по причине малого количества газа в ограниченном объеме. За время одного оборота черная сторона пластинки, а вместе с ней и молекулы газа, успевают охладиться и процесс повторяется.
А теперь посмотрим, почему происходит реверс вращения крыльчатки в холодильнике и микроволновой печи. Для объяснения потребуется рисунок.
1 – корпус, 2 – ось вращения, 3 – лопасти, 4 – молекулы газа.
Поскольку энергия больше не поступает, то происходит быстрое охлаждение газа через стенки стеклянной колбы 1 и крыльчатка останавливается. Но лопасти крыльчатки еще не охладилась до температуры окружающего газа. Энергия и скорость молекул также уменьшается, и они уже не могут сдвинуть крыльчатку.
После остановки вращения, механическое перемешивание газа прекращается. Вот здесь наступает вторая фаза, фаза реверса.
Пластинки крыльчатки относительно молекул имеют значительную массу, поэтому охлаждаются медленнее. А в силу того, что одна плоскость имеет черное покрытие, то она остывает еще медленнее, чем блестящая поверхность. В этот момент близко расположенные и контактирующие молекулы подогреваются от черной поверхности. В результате возникает конвективный поток газа вверх под купол колбы. Уходящие молекулы создают пониженное давление около черной поверхности лопастей. В этот момент с противоположной стороны давление становится больше. За счет этого перепада давлений крыльчатка начинает вращение черной поверхностью вперед. Вращение слабое, но оно есть, и оно также быстро прекращается, как только температура пластинок вертушки выровняется с окружающим газом.
Ситуация с микроволновкой несколько иная, но похожая, когда на вертушку направлен источник света. Только в микроволновой печи металлическая крыльчатка разогревается очень быстро. По этой причине в нее металлическую посуду и другие изделия из металла категорически запрещено ставить.
При включении магнетрона вертушка начинает быстро вращаться, а инертный газ ионизируется и начинает флуоресцировать, освещая пространство колбы. Чтобы не испортить два прибора, экспериментатор быстро отключил электрическую сеть.
В интернете есть видео, где умельцы в домашней микроволновке плавят металл. Поэтому, чтобы не расплавить лопатки не стоит увлекаться накачкой энергии для раскрутки вертушки до скорости гироскопа.
Без подпитки энергией извне, вертушка останавливается и тут же происходит ее реверс, она начинает вращаться против часовой стрелки, черной стороной вперед. Вращение более быстрое и более продолжительное по времени, чем в холодильнике. Это вызвано тем, что крыльчатка была нагрета сильнее, чем при освещении ее лампой накаливания. Причина вращения в противоположном направлении та же самая, которую я описал выше с холодильником.
Два интересных эксперимента с радиометром Крукса, когда крыльчатка начинает вращаться в противоположную сторону без подпитки внешней энергией. Спасибо И. Белецкому, который продемонстрировал вращение вертушки в противоположном направлении.
У некоторых любознательных людей может возникнуть вопрос: почему не происходит реверсивное движение, когда после раскрутки выключается лампа накаливания в условиях освещенной комнаты?
Вот здесь следовало провести еще один опыт в полной темноте. Сначала раскрутить вертушку световым лучом, затем выключить свет. На мой взгляд, вертушка после остановки должна продолжить вращение в противоположном направлении.
Когда опыт происходит на свету, в дневное время или в освещенной комнате, то лопасти, после остановки вращения также нагреты сильнее, чем окружающий газ. Но окружающий свет, немного, но продолжает подпитывать энергией пластинки. Кроме того, трение в опорах противодействует слабой силе давления газа.
Если провести такой опыт в холодной и темной комнате, то вертушка должна показать реверсивное движение.
Я написал автору, но он, видимо, занят другими делами, поэтому пока такого видео нет. Ждем-с еще одного эксперимента.
P.S. В интернете можно увидеть многое. Например, один из авторов купил радиометр Крукса с целью подтвердить свои детские мечты о том, что можно с помощью солнечного паруса долететь до Марса с помощью давления света. Он долго упражнялся со спичками, со светом и недоумевал, что вертушка крутится вопреки его здравому смыслу. Наконец он включил мощный лазер, навел его на отражающую поверхность и …, о! «Вот она истина, закричал он, наконец-то я добился, вот он солнечный парус!» Вертушка, хотя и медленно, но закрутилась в нужном направлении, черной поверхностью вперед. Автор решил, что вертушка в данном случае крутится под давлением света, не понимая, как устроен радиометр Крукса. Как мы помним, колба заполнена газом и без него вертушка не сдвинется с места.
Почему вертушка начала вращаться в «нужном направлении?» Все дело в том, что лопасти не идеально отражающие свет, поэтому под действием мощного лазера, отражающая поверхность нагрелась сильнее противоположной, черной поверхности. Давление газа на нее стало больше, и вращение вертушки сменилось на противоположное. На канале более 300 тыс. подписчиков и большую часть из них автор ввел в заблуждение.
А где такие, довольно простые эксперименты в школах и институтах, с правильным объяснением физических процессов? На некоторых коммерческих сайтах радиометр Крукса продают под видом «Радиометр Лебедева». По-моему, это уже ни в какие ворота.
Я дважды писал в РАН и Минобразования науки с целью, что нужно повторить опыт П.Н. Лебедева на научной основе, но РАН молчит, как рыба, а Минобразования дал отписку.
Источники
- 1. Постановка опыта Лебедева. Давление света / http://kalser.ru/experiences
- Костюшко В.Е., Экспериментальная ошибка П.Н. Лебедева – причина ложного вывода о существовании давления света / http://v-kostushko.narod.ru/
- Ершов Г.Д., Радиометр Крукса / https://gennady-ershov.ru/na-zemle/radiometr-kruksa.html#more-1560
- Белецкий И., Радиометр Крукса, как вас обманывали в школе / Эксперимент Crookes Radiometer Игорь Белецкий https://www.youtube.com/watch?v=xCuHZvoFsco
- Ершов Г.Д., Как рождается гравитация / https://ridero.ru/books/kak_rozhdaetsya_gravitaciya/
- Тиртха А., Радиометр Крукса это самый настоящий БТГ, об этом никто не знал! https://www.youtube.com/watch?v=0Hm75r1u-LE
привет!
пояснения.
нагрев любого тела приводит к его расширению.
взвешивание происходит в воздухе.
при увеличении объема тела меняется его плотность, а также и плотность близлежащего воздуха, нагреваемого этим телом.
далее закон Архимеда. нагретое тело теряет в весе, поскольку вытесняет больший объем менее плотного воздуха(рядом).
работает это при любом давлении.
рычаг этот надо учитывать.
не работает эффект только в хорошем вакууме.
дополнительно к эффекту-конвекция воздуха-опять благодаря закону Архимеда-горячее и менее плотное движется вверх, и наоборот.
вывод: взвешивать надо в вакууме! там закон Архимеда не работает.
У Крукса опыт был с хорошо вакуумированными крутильными весами(это не игрушка вертушка с газом инертным)
нагрев? взвешиваемого образца освещением снизу-вес уменьшался, нагрев? освещением сверху вес увеличивался! а Архимед-не работает, да с радиометрическим эффектом хило. с тех пор подобного опыта с переменой мощности освещения, спектрального состава света и спектра поглощения никто не делал.
На сей раз Ваши пояснения в тему, смотрю у Вас наметился прогресс, когда занялись писательством на ЯндкДзен.
На соглашусь с фразой: «У Крукса опыт был с хорошо вакуумированными крутильными весами(это не игрушка вертушка с газом инертным)
нагрев? взвешиваемого образца освещением снизу-вес уменьшался, нагрев? освещением сверху вес увеличивался! а Архимед-не работает, да с радиометрическим эффектом хило. с тех пор подобного опыта с переменой мощности освещения, спектрального состава света и спектра поглощения никто не делал.»
Господин П.Н. Лебедев не смог добиться «хорошего» вакуума на заре 20 века. Притом он его добивался вакуумным насосом с последующим вытеснением воздуха ртутью.
Крукс проводил свои опыты на 26 лет раньше. Притом ему не нужен был высокий вакуум, т.к., что вертушка, что весы Крукса при высоком вакууме не работали.
Насчет повторения опыта. Такой известный опыт я думаю повторялся и не раз, почему и пришли к такой технологически простой и интересной вертушке. Аналогичная ситуация с опытом Лебедева, но официальная наука никак не смеет перебраться на современные рельсы эксперимента, где требуется именно высокий вакуум. Вот и вешают лапшу 120 лет без зазрения совести, о давлении света на зеркальную поверхность в 2 раза больше, чем на черную, хотя такого явления в природе нет.
Все мои попытки обращения к чиновникам от науки о проведении опыта Лебедева на научной основе, натыкаются на глухую стену молчания.
Из моих нубознаний физики, если вакуумное пространство не полноценное, процесс остывания лопастей само собой присутствует, момент нагрева у черной стороны больше относительно зеркальной, процесс диффузии и есть движущая сила, момент перетекания тепла от черной стороны к зеркальной движет конструкцию.
Напишите в чем не прав, без отсылок на Знаменитых физиков. Своими словами, простейшим языком.)
«Напишите в чем не прав, без отсылок на Знаменитых физиков. Своими словами, простейшим языком.)»
———————
Своими словами… Вы что же считаете, что все статьи на сайте написаны чужими словами? в общем-то дело не в словах, а в предложениях, в которые вложен смыл и идеи автора.
Я не буду Вас далеко отсылать. Насчет прав или не прав, но сначала я должен выяснить: как Вы представляете «диффузию», как
каким образом создается механический импульс или «движущая сила» в «момент перетекания тепла от черной стороны к зеркальной»?