Radiómetro



24 x 9,5
Vidro, madeira e prata

CAT. 1878: 810

Radiometro de Geissler.

No ano de 1873, Crookes apresentou na Philosophical Magazine, um trabalho onde relata os seus estudos sobre os efeitos mecânicos produzidos pelas radiações luminosas.

O instrumento que utilizou nas suas experiências era constituído por uma agulha suspensa por um fio tendo nas suas extremidades pequenas bolas ou palhetas feitas de vidro, carbono, medula de sabugueiro, marfim, diferentes metais, etc. A agulha com as esferas encontrava-se encerrada no interior de uma esfera oca de vidro, prolongando-se o fio de suspensão ao longo de um tubo cilíndrico, também de vidro.

Crookes observou que os corpos colocados nas extremidades da agulha podiam ser "atraídos" por um corpo quente, colocado nas proximidades do recipiente que a continha. Este fenómeno era observado desde que a pressão do gás contido nesse recipiente tivesse um valor próximo da pressão atmosférica.

Verificou também que as palhetas podiam ser "repelidas" pelo corpo aquecido, quando a pressão do gás envolvente fosse relativamente baixa. Este comportamento, para além da pressão do gás, dependia ainda da natureza da superfície das palhetas. Por exemplo, se estas apresentassem a face voltada para o corpo quente coberta com uma substância negra, seria mais intensa a "repulsão" observada.

Na sequência da sua investigação, Crookes instalou quatro palhetas nos extremos de quatro braços de um molinete. Este podia girar livremente em torno de um eixo vertical. Cada uma destas palhetas apresentava uma das faces enegrecida, enquanto a outra era reflectora. O molinete repousava sobre a ponta de uma agulha de aço, através de uma peça côncava feita de vidro. A face convexa de vidro penetrava na extremidade côncava de uma haste também de vidro, sem a tocar. Este mecanismo era destinado a impedir que o molinete caísse, quando o conjunto fosse transportado.

Exposto à radiação electromagnética visível, ou à radiação infravermelha, o molinete rodava com uma velocidade dependente da intensidade luminosa da fonte. Crookes esperava poder medir a intensidade da radiação através da velocidade de rotação do molinete, o que justifica o nome de radiómetro dado ao aparelho.

Dewar e Tait demonstraram que existia uma diferença de temperatura entre as duas faces da mesma palheta, ao serem submetidas à radiação, quando uma delas se apresentava recoberta por uma substância negra, sendo a outra reflectora.

A "atracção" aparente produzida pelas radiações "quentes", quando a pressão do gás interior era próxima da atmosférica, foi explicada através do aquecimento da superfície negra das palhetas, originando o movimento ascendente do gás existente nas suas imediações. Consequentemente, dava-se uma diminuição da pressão exercida pelo gás, neste lado da palheta. Esta explicação foi confirmada por numerosas experiências realizadas por M. Niecens.

Posteriormente, o comportamento do radiómetro de Crookes passou a ser explicado com base na hipótese de Bernoulli, que considerava os fluidos gasosos compostos por moléculas animadas de movimentos rectilíneos, dirigidos em todos os sentidos. Estas moléculas, ao chocarem contra as paredes de um sólido, exerciam uma força de pressão que dependia da temperatura a que se encontrava o gás.

O aumento de temperatura observado numa das faces da palheta correspondia, portanto, a um aumento de "força viva" das moléculas do gás situadas nas suas vizinhanças. Se a pressão no interior do radiómetro fosse próxima da pressão atmosférica, a probabilidade de as moléculas colidirem entre si era bastante elevada, havendo transferência de "força viva" entre elas. Destas colisões resultava uma acção menos eficaz sobre a palheta. A face que se encontrava a uma temperatura mais elevada daria origem ao movimento de ascensão das moléculas do gás localizadas nas proximidades da palheta. Este movimento de ascensão observado junto a esta face era acompanhado por uma diminuição da pressão sobre esse lado da palheta, o qual originaria um binário que poria em movimento o molinete.

Se tivesse sido retirado o ar do interior do radiómetro, a probabilidade de colisão entre moléculas passaria a ser consideravelmente menor. Assim, também seria menos significativa a transferência de "força viva" entre elas. Deste facto, resultaria uma maior violência no impacto das moléculas contra a face negra das palhetas. Este fenómeno é observado apenas junto da face negra, já que esta se encontra a uma temperatura mais elevada do que a da face reflectora. Desta diferença, resulta que o molinete fica sujeito a um binário, de sentido contrário ao observado nas condições anteriores, e, portanto, o movimento realiza-se em sentido oposto.

O exemplar do Gabinete de Física data de 1876.

Daguin, Pierre-Adolphe, Traité Élémentaire de Physique, Paris, 1878, Tomo IV, n.os 2695 e 2698.


Anterior                                 Índice