Mauro D'Uffizi wrote:
> Il tutto era posto in un'ampolla, sicuramente sotto vuoto, per evitare i
> moti convettivi e la resistenza dell'aria.
> Incredibile, cominciava a ruotare, anche se molto lentamente, perfino con la
> fiamma di un accendino.
> Con un faro d'automobile ( circa 40 watt ) schizzava in una rotazione
> furibonda.
> Il problema � che ruota al contrario di come mi aspetterei.
> Ammettendo che le superfici nere assorbano i fotoni e quelle bianche li
> respingano, in qualunque modo rifaccia i conti, ottengo sempre che l'impulso
> sul nero dovrebbe valere la met� di quello sul bianco, quindi mi aspettavo
> che fosse il bianco a rinculare, mentre � il nero!
Ho qualche dubbio che l'ampolla fosse veramente sotto vuoto. La
mia spiegazione e' che siccome la parte nera assorbe - per
definizione - piu' energia di quella bianca allora trasmette piu'
energia al gas residuo nell'ampolla di quanto non faccia la parte
bianca. Di conseguenza il gas e' ad una pressione piu' alta dal
lato nero e fa rinculare quest'ultimo.
Facciamo un paio di conticini (ovviamente la descrizione e' piu'
complicata di cosi`, c'e` per esempio da tener conto dela
conduzione di calore da una faccia all'altra delle palette, ma
come stima grossolana puo' andare). Supponiamo che sul fotometro
arrivi una quantita' E di energia in un tempo t, che le palette
abbiano area S e che il volume dell'ampolla sia V. Allora la
pressione di radiazione e' all'incirca (le eguaglianze seguenti
sono tutte da intendersi approssimate) P_em = p/St = E/Sct, dove
c e' la velocita' della luce e p la quantita' di moto della
radiazione e.m.. Gia' da qui si capisce che la pressione di
radiazione generata da una lampadina non puo' bastare a far
ruotare furiosamente il fotometro: con E/t = 30 W, la forza sulle
palette e' di circa 0.1 uN (microNewton), e per guadagnare da
fermo una velocita' di 1 cm/s un apparato del peso di 0.1 g
impiegherebbe 10 secondi (e questo in assenza di perdite, attriti
ecc.).
Peraltro, se il lato nero si scalda di T gradi, e questo
riscaldamento si trasmette rapidamente al gas circostante, ho un
incremento nella pressione del gas circa pari a P_gas = nRT/V.
Ricordando la definizione di calore specifico e considerando che
il cal. spec. di un gas e' dell'ordine di R, P_gas = E/V. Notare
come questa relazione non dipenda dalla densita' del gas.
Pertanto P_em/P_gas = V/Sct = (L/t)/c << 1 (L=V/S=dimensione
lineare dell'ampolla).
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Received on Mon Apr 30 2001 - 19:06:43 CEST