1 / 20

Crookesův mlýnek

Crookesův mlýnek. Demonstrace hybnosti fotonu (anebo ne?). Martin Albrecht, Ondřej Ficker, Jiří Vejrosta, Vladislav Větrovec. Cíle. Sestavení funkčního Crookesova radiometru (CR) Vysvětlení principu vzniku otáčivých sil Diskuse možností využití CR. Schéma prezentace.

oakes
Download Presentation

Crookesův mlýnek

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Crookesův mlýnek Demonstrace hybnosti fotonu (anebo ne?) Martin Albrecht, Ondřej Ficker, Jiří Vejrosta, Vladislav Větrovec

  2. Cíle • Sestavení funkčního Crookesova radiometru (CR) • Vysvětlení principu vzniku otáčivých sil • Diskuse možností využití CR

  3. Schéma prezentace

  4. Teorie o povaze světla • Emanační – antika • Částicová (Newton) • Vlnová (Huygens, Hook ,…,Fresnel, Young) • Kvantová

  5. Hybnost fotonu • Nulová klidová hmotnost • Umíme určit energii = umíme určit hybnost • Tlak záření – suma hybností všech dopadajících fotonů dělená plochou a dobou expozice • Solární plachetnice

  6. Nicholsův radiometr • Složitější a nákladnější konstrukce, nižší tlak • Skutečně měří tlak záření

  7. Kinetická teorie plynů • Brownův pohyb • Pružné srážky • Střední volná dráha molekuly závisí na počtu částic (tlaku) • Závislost střední kvadratické rychlosti na teplotě • Jev tepelné transpirace

  8. Crookesův mlýnek • Vedlejší produkt chemických výzkumů Williama Crookese • Není to tak, jak se na první pohled zdá • Max. účinnost při tlaku ~1 Pa • Záření zahřívá plochy mlýnku (černé více) • Vzniká nerovnováha a zbylé molekuly proudí k teplejším černým stranám • Střední volné dráhy molekul jsou mnohem větší než při normálním tlaku

  9. Feynmanova rohatka • Elementární vysvětlení účinnosti tepelného stroje • Bez tepelného spádu (či jiné nesymetrie) nefunkční

  10. Crookesův mlýnek v nanosvětě • Kovy s dobrou vodivostí (Au) • Laserový paprsek nese moment hybnosti • Vzniká rezonance mezi fotony a povrchovými vlnami vodivostních elektronů (plasmony) • Aplikace – biologie, elektronika, energetika

  11. Naše konstrukce • 3 verze • Lopatky z alobalu umístěné ve staré žárovce, tlak udržován AV ventilkem • Plastový mlýnek (bez nádoby ) • Alobalový mlýnek (bez nádoby) • Tlak snížen dvoustupňovou rotační vývěvou (Fyzikální praktikum)

  12. Verze bez nádoby, aparatura

  13. „Žárovková verze“

  14. A přece se točí

  15. Výsledky pokusu • Minimální dosažený tlak 50 hPa • Mlýnek se přesto roztočil • Čím to bylo způsobeno? • Vibrace • Proudění vzduchu (vývěva) • 2. pokus – mlýnek se neroztočil při žádném z vyzkoušených uspořádání pokusu • tlak 30 hPa, příliš velká nádoba

  16. Zhodnocení a závěr • Nedosáhli jsme dostatečně nízkých tlaků, abychom demonstrovali přímo hybnost fotonu • Efekt tepelné transpirace se také prokazatelně neprojevil • Co zlepšit - vývěva, konstrukce – vyvážení, izolace stran lopatek, vhodná nádoba • Crookesův mlýnek nedemonstruje tlak záření, ale jev tepelné transpirace • Oprava článku na české wiki

  17. Použitá literatura+ odkazy • Feynman ,R. P. Přednášky z fyziky, 1. díl. Praha: Fragment, 2000. ISBN 978-80-7200-405-8. • Pelant a kol. Fyzikální praktikum III – Optika.Praha: Matfyzpress, 2001. ISBN 80-85863-72-3. • Fuka J., HavlekaB. Fyzikální kompendium – Optika a atomová fyzika.Praha: SPN, 1961. • http://en.wikipedia.org/wiki/Crookes_radiometer (9. 10. 2010) • http://www.knowledgerush.com/kr/encyclopedia/Crookes_Radiometer/ (10. 10. 2010) • http://gregegan.customer.netspace.net.au/SCIENCE/LightMill/LightMill.html (10. 10. 2010) • http://www.physorg.com/news197555841.html (11. 10. 2010)

  18. Poděkování • Panu Ing. Svobodovi CSc. za jeho čas a zapůjčení přístrojů

  19. Děkujeme za pozornost.

More Related