{"id":1828,"date":"2000-02-15T00:00:00","date_gmt":"2000-02-14T23:00:00","guid":{"rendered":""},"modified":"-0001-11-30T00:00:00","modified_gmt":"-0001-11-29T22:00:00","slug":"1828","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/1828\/","title":{"rendered":"Noi insegnanti di fisica della mia scuola, pensavamo che fosse un fenomeno ottico e non termico a far girare le alette del radiometro, ma vorremo poter stabilire una concausa fra l’energia del raggio luminoso e l’energia di rotazione delle alette"},"content":{"rendered":"
l radiometro \u00e8 un simpatico apparecchio con cui si riesce a misurare
\n l’impulso trasmesso dalla luce. In base alla meccanica quantistica relativistica,
\n infatti, i fotoni, sebbene abbiano massa nulla, trasportano quantit\u00e0
\n di moto (che in questo caso non \u00e8 mc<\/b><\/font><\/tt>,
\n ma h\/l<\/font><\/b><\/tt>, dove h<\/font><\/b><\/tt>
\n \u00e8 la costante di Planck e l<\/b><\/font><\/tt>
\n la lunghezza d’onda della luce). Un modo rapido per rendersi conto che
\n questo effetto \u00e8 piccolo \u00e8 accendere una lampadina: poich\u00e8
\n non veniamo schiacciati a terra (almeno a me non \u00e8 mai capitato
\n \ud83d\ude42 ci rendiamo conto che tale effetto produce delle forze molto pi\u00f9
\n piccole di quelle a cui siamo abituati. Per riuscire a vedere tale effetto
\n sono in commercio i cosiddetti radiometri, che altro non sono che dei
\n piccoli “mulini a luce”<\/i>: il principio di funzionamento \u00e8
\n lo stesso dei “mulini ad acqua”.
\n Un modo comodo di realizzare questi “mulini” \u00e8 quello di farne le
\n “pale” colorate da un lato di nero e dall’altro di bianco: poich\u00e8
\n il nero corrisponde ad assorbimento della luce, mentre il bianco a sua
\n riflessione, un radiometro siffatto deve girare anche se illuminato uniformemente
\n da tutte le direzioni (al contrario di un mulino ad acqua che gira solo
\n se l’acqua lo colpisce venendo da una direzione). La direzione di rotazione
\n prevista \u00e8 quella in cui il lato nero delle palette avanzano, poich\u00e8
\n i fotoni che rimbalzano (ossia quelli che colpiscono il lato bianco) danno
\n un’impulso maggiore. Il moto avviente solo se tutti gli attriti sono sufficientemente
\n piccoli.
\n Come sanno tutti quelli che hanno comprato un radiometro economico (se
\n ne trovano anche al costo di circa 50\u20ac), quello che accade \u00e8
\n esattamente il contrario!!!
\n Questo incredibile fatto si spiega facilmente, considerando che il vuoto
\n che viene fatto dentro le ampolle in cui vengono rinchiusi questi radiometri
\n “giocattolo”, non \u00e8 sufficientemente spinto, e resta sempre del
\n gas residuo.
\n Cosa avviene? Il lato nero delle palette si scalda di pi\u00f9 del lato
\n bianco, e la differenza di temperatura genera una differenza di pressione
\n nel gas, che fa ruotare lo strumento in senso opposto, poich\u00e8 la
\n pressione maggiore (ossia la forza che “spinge”) si trova dal caldo lato
\n nero.
\n La differenza di temperatura tra i due lati di ogni paletta genera una
\n differenza tra la quantita’ di moto media ceduta alle molecole che urtano
\n la parete calda e quella ceduta alle molecole che urtano la parete fredda.
\n In altri termini le due pareti agiscono da convertitori di energia luminosa
\n (ricevuta dai fotoni incidenti) in energia termica della parete che si
\n trasferisce poi al gas ad essa affacciato(energia cinetica media delle
\n molecole del gas in equilibrio statistico con le due pareti).
\n Dato che la pressione su una parete (forza media per unita’ di superficie)
\n e’ dovuta alla somma delle quantita’ di moto scambiate tra gas e parete,
\n ne risulta che in media la pressione del gas prospiciente alla parete
\n calda (nera) e’ maggiore di quella del gas prospiciente alla parete fredda
\n (bianca).<\/p>\n

Per valutare quantitativamente questi fenomeni occorre avere dei dati
\n che spesso \u00e8 impossibile avere (in particolare nel caso di rotazione
\n anomala): bisogna conoscere fattori come la pressione residua, la riflettivit\u00e0
\n delle palette, le loro caratteristiche termiche, etc. Nel caso di rotazione
\n “giusta”, le cose sono un po’ pi\u00f9 semplici, in quanto basta conoscere
\n o stimare il momento della forza d’attrito per calcolare la quantit\u00e0
\n di moto necessaria, ovverosia il numero di fotoni, cio\u00e8 l’illuminazione.
\n Purtroppo anche in questo caso con una attrezzatura non professionale
\n risulta difficile stimare questi dati, in particolare il primo.\n <\/p><\/div>\n

Ringrazio Giacomo Torzo per le utili osservazioni.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

[…]<\/p>\n","protected":false},"author":186,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[50],"tags":[],"class_list":["post-1828","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-luce-e-fenomeni-ottici"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1828","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/users\/186"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1828"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1828\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1828"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1828"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1828"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}