Chong chóng ánh sáng Crookes quay vì áp suất ánh sáng hay khí còn lại?
Vật lý 12 • Khám phá mở rộng
Chong chóng ánh sáng Crookes thông dụng quay chủ yếu nhờ ánh sáng làm các mặt cánh nóng khác nhau rồi tác động với khí loãng còn trong bình. Áp suất ánh sáng có tồn tại, nhưng không phải lời giải chính cho chiều quay quen thuộc của thiết bị này. [1][2]
Một bình hút bớt khí, chưa hút sạch khí
Cánh có một mặt đen hấp thụ ánh sáng tốt và một mặt sáng phản xạ nhiều hơn. Bình được hút bớt khí, vẫn còn các phân tử trao đổi động lượng và năng lượng với cánh.
Khi được chiếu thích hợp, mặt đen nóng hơn. Sự khác nhiệt độ tạo trạng thái không cân bằng của khí gần cánh. Tương tác quanh mép cánh là phần quan trọng của lực do khí gây ra, không chỉ một hình dung khí nóng đập trực diện lên cả mặt phẳng. [1]
Vì sao dễ tưởng ánh sáng đang đẩy?
Thiết bị quay khi chiếu sáng, khiến ta dễ nối ngay hai sự kiện bằng áp suất photon. Nhưng ánh sáng vừa mang động lượng vừa cung cấp năng lượng làm nóng; một quan sát chưa tách được hai tác dụng.
Nếu chỉ so phản xạ và hấp thụ photon, ta sẽ dự đoán chiều không phù hợp với kiểu quay thường thấy. Trong bình này, tương tác nhiệt với khí mới giải thích cơ chế chi phối. [1][2]
Cùng ánh sáng, những thiết bị khác cơ chế
Cánh buồm ánh sáng trong không gian khai thác động lượng photon. Một chong chóng có khí loãng không tự là mô hình thu nhỏ của mọi cánh buồm ấy.
Điều kiện áp suất, nhiệt độ và kích thước ảnh hưởng lực nhiệt của khí. Không nên nói càng hút sạch khí càng chắc chắn quay mạnh, hay mọi vật có hai mặt màu khác nhau đều tự quay. Đây là một ví dụ hay về kiểm chứng cơ chế: biết nguồn năng lượng chưa đủ, còn phải tìm đường năng lượng chuyển thành chuyển động.
Kết nối với bài học
Bài học nền tảng: Mô hình động học phân tử khí lí tưởng.
Đọc thêm: Va chạm phân tử tạo áp suất lên thành bình thế nào.
Chương trình Vật lý 12 · Trợ lý AI Ước Mơ Lớn.