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Radiomètre de Crookes

Dossier IM59002842 réalisé en 2014

Fiche

Instrument de démonstration en thermodynamique.

Fin XIXème siècle.

Dénominations instrument de démonstration en thermodynamique
Aire d'étude et canton Nord - Pas-de-Calais - Tourcoing-Nord
Adresse Commune : Tourcoing
Adresse : 80 boulevard Gambetta

Cet appareil a été conçu par William Crookes (1832 - 1919), au départ pour mesurer les radiations magnétiques et les radiations dans le vide.

Il est mentionné dans le "Catalogue du matériel scientifique des lycées et collèges de garçons " de 1884, à la page 16 au prix de 22 francs.

Le tube en lui-même date de la fin du XIXème siècle, mais la base a été achetée dans les années 1950.

Période(s) Principale : 4e quart 19e siècle
Secondaire : milieu 20e siècle

Dans une sphère en verre dans laquelle on a fait un vide partiel sont installées sur axe, de manière à pouvoir tourner avec le moins de frottements possible, 4 ailettes en mica dont une face a été noircie au noir de fumée. Ce globe est posé sur un support dont la matière importe peu car elle n'a pas d'impact sur l'expérience et sert uniquement à maintenir la verticalité de la sphère.

C'est un appareil didactique mettant en évidence la pression cinétique des gaz.

L’expérience est la suivante : lorsque l'on expose le radiomètre à la lumière, les pales se mettent à tourner. La vitesse de rotation augmente proportionnellement à la quantité de lumière reçue. En effet, les faces noircies absorbent davantage la chaleur de la lumière que les faces brillantes et les molécules de gaz à proximité s’échauffent plus que celles proches des faces claires. 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.

La chaleur rémanente d'une main posée sur le globe suffit à provoquer une légère mise en rotation des pales.

L'expérience ne fonctionne que lorsque le globe est sous vide, et à contrario, un vide très poussé, malgré un éclairage intense, fait cesser la rotation.

William Crookes avait initialement inventé cet appareil pour détecter la pression de radiation de la lumière. Or si la pression de la lumière mettait en mouvement les ailettes, celles-ci devraient tourner en sens inverse (la face argentée poussant la face noircie) puisque le noir absorbe et le brillant rejette. Albert Einstein a montré que les pressions exercées sur chacune des faces d’une ailette ne sont pas égales, et Osborne Reynolds a démontré que les molécules de gaz se déplacent de la face froide vers la face chaude (du brillant au noirci). Ce sont ces forces décrites par Einstein et Reynolds qui provoquent la rotation du radiomètre de Crookes, sans qu’on sache vraiment si l’une est plus importante que l’autre.

Catégories enseignement
Matériaux glace claire
mica
fonte de fer
Mesures h : 21.0 cm
d : 8.0 cm
(c) Région Nord - Pas de Calais - Inventaire général - GIRARD Karine
Karine GIRARD , né(e) GIRARD (02 septembre 1967 - )
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