1. Pression de rayonnement :
Le rayonnement, y compris la lumière, est porteur d'une quantité de mouvement. Lorsque la lumière frappe une surface, elle exerce une petite force appelée pression de rayonnement. Cette force est négligeable pour la plupart des objets macroscopiques mais devient significative lorsqu'il s'agit de structures délicates exposées à une lumière intense, comme les aubes d'un radiomètre.
2. Construction :
Un radiomètre se compose généralement de plusieurs aubes ou bras légers, chacun attaché à un axe central. Les aubes sont généralement minces, noires d’un côté et blanches ou réfléchissantes de l’autre. Cette asymétrie est cruciale pour le fonctionnement du radiomètre.
3. Surfaces en noir et blanc :
Le côté noir des aubes absorbe une plus grande fraction de l’énergie lumineuse que le côté blanc ou réfléchissant. Cette différence d'absorption entraîne une variation de température entre les deux faces des aubes.
4. Expansion thermique :
À mesure que les surfaces noires se réchauffent, les molécules d’air à proximité se déplacent plus rapidement et se dilatent. Les molécules entrent en collision plus fréquemment avec les surfaces noires, créant une pression plus élevée de ce côté de l'aube.
5. Pression et rotation des radiations :
Parce que la lumière a un effet plus fort sur les surfaces noires, les molécules de gaz rebondissent avec plus de force que sur les surfaces blanches. Ce déséquilibre de pression entre les côtés noir et blanc se traduit par une force nette agissant sur la girouette. La force fait pivoter la palette autour de la broche.
6. Filature continue :
Comme le radiomètre est continuellement exposé à la lumière, les aubes subissent une dilatation thermique et une différence de pression continues, conduisant à une rotation continue de l'appareil. Le mouvement de rotation est directement lié à l’intensité de la lumière tombant sur le radiomètre.
Il est important de noter que la rotation d'un radiomètre n'est pas provoquée par le vent ou les courants d'air. Il s’agit plutôt du résultat direct de l’interaction entre la lumière et les aubes spécialement conçues, démontrant les effets tangibles de la pression des radiations.
