O radiômetro de Crookes ou moinho de luz é um experimento que demonstra o movimento causado por radiação eletromagnética.
Teorias do funcionamento do radiômetro de Crookes
Embora tenha sido inventado em 1873, pelo físico e químico britânico Sir William Crookes, até hoje se debate o funcionamento deste experimento. O radiômetro de Crookes consiste em um bulbo de vidro, cujo interior contém vácuo parcial e quatro palhetas de mica leves e equidistantes entre si. Em cada uma destas palhetas, há um lado branco ou prateado e um lado preto. O lado preto das palhetas absorve maior radiação eletromagnética que o lado mais claro. Logo, o ar rarefeito no lado preto tem maior temperatura.
Teoria do movimento causado pelo aquecimento do ar
Muitas fontes afirmam que o aquecimento do ar no lado preto da palheta causa um aumento da pressão, resultando no movimento das palhetas.
Segundo Lunazzi e De Souza, 2021, no artigo “O radiômetro de Crookes é um cata-luz”, o calor se espalha pelo interior do bulbo, mas se dissipa pelas paredes do bulbo. Após a palheta completar uma volta, alcança o equilíbrio térmico e pode receber mais calor de uma fonte externa.
Se as palhetas estivessem em um vácuo total, não haveria ar para gerar pressão para girar. Por outro lado, se fosse preenchido com ar sem vácuo, haveria elevada resistência do ar para se opor ao movimento das palhetas.
A teoria de Jerry Liu
Um artigo recente, publicado por Jerry Z. Liu, da Universidade de Standford, afirma que as moléculas próximas do lado preto não só colidem com a palheta, como também colidem com outras moléculas de ar, impedindo que outras se aproximem da palheta. Portanto, a diferença de pressão não pode ser a causa do movimento, pois a força resultante é a mesma da pressão do ar.
Quando um átomo absorve energia do fóton, partícula de luz, um elétron da camada de valência vai para uma órbita de maior energia. Após esta absorção, surge uma força de repulsão entre o átomo que absorveu o elétron e os átomos vizinhos. Segundo o artigo, esta força pode ser responsável pelo movimento Browniano e fazer parte da transição de estado físico da matéria. O link para o artigo está aqui.
