fläche Druck Wärme Physikunterricht Rückseite hohem Druck Plättchen

Und dreht..und dreht...

Von: , Frage gestellt am Mo, 11. Dez 2000

Ich habe mir auf einem Weihnachtsmarkt eine Kugel gekauft. Darinnen Vacuum und an einem auf Nadel gelagerten Kreuzbalken an jedem Ende senkrecht ein Plättchen: Vorderseite metallisch, Rückseite berußt. Bei Lichteinfall dreht sich das dann.
FRAGE: Erinnere ich mich richtig an den Physikunterricht vor über 40 Jahren, dass dieses Gerät beweist, Licht sei (auch) Materie, die eben die Plättchen auf der nicht-lichtabweisenden, dunklen Seite nach vorne schiebt, wobei das Licht durch die Umsetzung in kinetische Energie verschwinde? Oder was ist da drinnen los......?.

Dank für die Aufklärung.

16 Antworten zu dieser Frage

1. Antwort von nach 6 Stunden hilfreich

   Re: Und dreht..und dreht...

   Richtig, das Licht besitzt Teilchencharakter (Photonen) und damit einen Impuls, welcher dann auf die Plättchen übertragen wird. Der Impuls ergibt sich zu p=h/a ; a-Wellenlänge des Lichts.
   Nun bin ich zwar kein Physiker, aber wenn Du die Wellenlänge des Lichtest veränderst, müßte sich auch die Bewegung der Apparatur ändern.
   
   MfG
   Roberto [Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
   

   • Antwort von nach 12 Stunden hilfreich

     Re^2: Und dreht..und dreht...

     Wenn ich mich richtig erinnere war das nichts mit dem Impuls der Photonen (der Effekt wäre glaube ich zu schwach) sondern was mit Wärmeschwingungen. Also die Weiße Seite strahlt das Licht wieder zurück und die schwarze speichert es. Deswegen erwärmen sich die Luftmoleküle über der schwarzen Seite mehr, schwingen mehr und schlagen gegen das Plättchen. Daher kommt der Impuls. Die Schwierigkeit liegt nur darin, das Vakuum abzustimmen. Es sollte genug Luft drinnen sein damit Luftmoleküle da sind die dagegen schlagen, andererseits sollte der Luftwiderstand nicht zu groß werden.
     
     Greenberet
     *der hofft das er da nichts verwechselt hat weil er sein Physikheft nicht finden konnte*
     

     • Antwort von nach einem Tag hilfreich

       Neonlicht ?

       Zuletzt habe ich im Internet nach dem Funktionsprinzip einer Lichtmühle geschaut. Dort stand, dass die Lichtmühlen nur durch Temperaturdifferenz drehen. Bei Neonlicht funkioniert die Lichtmühle nicht.
       
       Rainer
       

2. Antwort von nach 8 Stunden hilfreich

   Re: Und dreht..und dreht...

   Hallo
   
   Also ich denke, der Impulsübertrag durch das Licht ist in diesem Fall vernachlässigbar. Meine Vermutung geht dahin, daß durch die unterschiedliche Oberfläche eine Temperaturdifferenz aufgebaut wird, die dann für die drehung genutzt wird.
   
   Gruß
   Thomas [Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
   

   • Antwort von nach 9 Stunden hilfreich

     Re^2: Und dreht..und dreht...

     
     Also ich denke, der Impulsübertrag durch das Licht ist in
     diesem Fall vernachlässigbar. Meine Vermutung geht dahin, daß
     durch die unterschiedliche Oberfläche eine Temperaturdifferenz
     aufgebaut wird, die dann für die drehung genutzt wird.
     
     Hallo,
     
     Es ist zwar schon eine Weile her, aber mein Experimentalphysik-Prof. hat das mal vorgerechnet und unter plausiblen Annahmen, was den Restdruck in der Vakuumkugel (Birne) angeht hat der einen etwa zehnmal stärkeren Effekt durch Erwärmung der Schwarzen Seite als durch Rückstoß der reflektierten Photonen ausgerechnet.
     
     Peace, Kevin.
     

     • Antwort von nach 18 Stunden hilfreich

       Re^3: Und dreht..und dreht...

       Hi allerseits,
       
       es stimmt, dass da zwei Effekte konkurrieren, die das Rad in entgegengesetzte Richtugnen drehen wollen. Die grundlage ist abe rimmer, dass die spiegelnde Seite eines Paddels das Licht/die Photonen zurückstreut, während die berusste sie absorbiert.
       
       Aber Vorsicht: Der Rückstoss vom Impuls der Photonen (Plancksches Wirkungsquantum durch Wellenlänge h/lambda) ist grösser auf das Paddel, wenn das Photon angehalten und zurückgespiegelt wird, als wenn es nur angehalten = aborbiert wird.
       
       1.: relativ viel Gas in der Kugel: die normale Weihnachtsmarktkugel. Gasteilchen prallen auf die Paddel und verlassen die heisse, schwarze Seite mit mehr Schmackes als die kalte, spiegelnde. Das Rad dreht sich mit den schwarzen Seiten hinten.
       
       2.: ssehr gutes Vakuum: der Effekt der zurückgeschmissenen Photonen überwiegt, und das Rad dreht sich mit der spiegelnden Seite hinten.
       
       Da kann man also umschalten...
       
       Beste Grüsse, Wendel
       

3. Antwort von nach einem Tag hilfreich

   AN ALLE

   Das hat nichts mit Wärme zu tun, in der Glaskugel herrscht Vakuum. Das die eine Seite blank und die andere schwarz ist, hat etwas mit den Strahlungdruck zu tun, der wiederum auf den Impuls der Photonen zurückzuführen ist.
   Der Strahlungsdruck bei ideal reflektierenden Körpern (Flächen) ist doppelt so groß, wie bei absorbierenden (schwarzen) Flächen.
   p=p(0)[1+s] , p- Strahldruck , s- Reflexionsvermögen , p(0)- Strahldruck eines absorb. Körpers.
   Der Unterschied des Strahlungsdruckes auf die schwarze und blanke Seite ist die Triebkraft der Bewegung.
   Genau mit dieser Vorrichtung hat Lebedev 1899 den Druck des Sonnenlichtes nachgewiesen.
   
   MfG
   Roberto
   

   • Antwort von nach einem Tag hilfreich

     Re: AN ALLE

     Das hat nichts mit Wärme zu tun, in der Glaskugel herrscht
     Vakuum. Das die eine Seite blank und die andere schwarz ist,
     hat etwas mit den Strahlungdruck zu tun, der wiederum auf den
     Impuls der Photonen zurückzuführen ist.
     Der Strahlungsdruck bei ideal reflektierenden Körpern
     (Flächen) ist doppelt so groß, wie bei absorbierenden
     (schwarzen) Flächen.
     Dann erkläre mal, warum sich der Rotor von den schwarzen Flächen weg in Richtung der hellen Flächen bewegt. Der Photonenimpuls sollte ihn doch genau anders herum drehen.
     
     Jörg
     

     • Antwort von nach einem Tag hilfreich

       Re^2: das liebe Vakuum

       
       Dann erkläre mal, warum sich der Rotor von den schwarzen
       Flächen weg in Richtung der hellen Flächen bewegt. Der
       Photonenimpuls sollte ihn doch genau anders herum drehen.
       
       Jörg
       Tja, da bin ich wohl auf die falsche Fährte geraten. Ich bin nämlich von einen richtigen Vakuum ausgegangen, bei den es ja keine Wärmebewegung geben kann
       
       MfG
       Roberto
       

• « Zurück
• 1
• 2
• Vorwärts »

Keine passende Antwort gefunden? Jetzt eigene Frage stellen!