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Concept
Radiomètre de Crookes
Résumé
vignette|Animation du radiomètre de Crookes
Le radiomètre de Crookes consiste en une ampoule sous vide partiel, dans laquelle on a disposé un système rotatif constitué d’un axe de métal sur lequel peut tourner un ensemble de quatre ailettes de mica dont chacune a une des faces noircie au noir de fumée et l’autre argentée. Exposées à un rayonnement électromagnétique, ces ailettes se mettent à tourner d’autant plus vite que le rayonnement est important. Toutefois, la puissance de ce moteur est négligeable, contrairement à ce que « montre » le film Pitch Black, qui lui fait mouvoir un véhicule dans du sable (plusieurs kilowatts).
Il a été inventé en 1873 par William Crookes pour mesurer les radiations magnétiques, mais les causes de la mise en rotation du dispositif ont été le sujet de plusieurs débats scientifiques pendant une dizaine d'années avant que l'explication actuelle soit publiée en 1879.
On constate que la chaleur de la main est suffisante pour que tourne, même lentement, le dispositif. En effet, la chaleur rayonnée est un rayonnement infrarouge.
L'effet commence à quelques torr (quelques centaines de pascals), augmente jusqu'à environ 0,01 torr (environ 1 Pa), puis baisse, et disparaît vers 10−6 torr (vers 10−4 Pa). Généralement, une pression de 5 pascals est utilisée.
Tout appareil destiné à mesurer la température doit détecter une différence de température. Ici la face noircie du dispositif s'échauffe plus que la face argentée puisque l’énergie radiante provenant de la lumière, ou de la chaleur rémanente, est davantage absorbée par cette face que par la face argentée. La portion de gaz en contact avec la face noircie est donc plus chaude que la portion de gaz en contact avec la face argentée. La première portion de gaz se dilate donc plus que la deuxième et « pousse » la face noircie plus fort que la face argentée ce qui fait finalement tourner le moulin dans le sens de la face noircie « poussant » la face argentée.
Un vide plus poussé, malgré un éclairage intense, fait cesser la rotation.
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Concepts associés (1)
Infrarouge
Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique de longueur d'onde supérieure à celle du spectre visible mais plus courte que celle des micro-ondes ou du domaine térahertz. Cette gamme de longueurs d'onde dans le vide de à se divise en infrarouge proche, au sens de proche du spectre visible, de environ, infrarouge moyen, qui s'étend jusqu'à , et infrarouge lointain. Les limites de ces domaines peuvent varier quelque peu d'un auteur à l'autre.