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¡Hola querida comunidad de hive! 😉
El día de hoy quiero compartir con ustedes acerca de un dispositivo ideal para visualizar la transferencia de energía mediante procesos térmicos, conozcamos un poco sobre él radiómetro de Crookes.
Today I want to share with you about an ideal device to visualize the transfer of energy through thermal processes, let's know a little about the Crookes radiometer.
Imagen realizada con la página web de diseño gráfico y composición de imágenes Canva // Image made with the graphic design and image composition website Canva.
Antes de comenzar a hablar sobre el radiómetro es importante conocer sobre su creador, este dispositivo fue inventado en el año de 1873 por William Crookes catalogado como uno de los científicos más importantes de Europa del siglo XIX tanto en el campo de la física como en el de la química. Sus trabajos más renombrados son la construcción del tubo de rayos catódicos, también se le añade el descubrimiento del elemento talio, es el primer científico en realizar estudios referentes al gas helio y por supuesto el creador del radiómetro de Crookes.
Before starting to talk about the radiometer it is important to know about its creator, this device was invented in 1873 by William Crookes, cataloged as one of the most important scientists in Europe in the nineteenth century both in the field of physics and chemistry. His most renowned works are the construction of the cathode ray tube, the discovery of the element thallium, the first scientist to study helium gas and of course the creator of the Crookes radiometer.
William Crookes
Ahora bien, ¿Qué será un radiómetro de Crookes? Se trata de un dispositivo de vidrio esférico en la parte superior, cuyo interior está constituido por cuatro brazos los cuales sostienen cada uno una paleta curva o también conocida como una placa, las cuales están pintadas de color blanco o plateado por un lado y de negro por otro. Cabe destacar, que los cuatro brazos que sostienen las placas están suspendidos por una aguja y sostenidos por un eje de vidrio con la finalidad de disminuir la fricción; esta especie de molino se encuentra dentro de una esfera de vidrio sellada y al vacío.
Las placas giran al ser expuestas a la luz, mientras más intensa sea la luz incidente más rápido será el giro. Este hecho puede proporcionar una medida cuantificable de la intensidad de la radiación electromagnética, no obstante, la explicación de la rotación de este instrumento ha sido históricamente causa de mucha controversia científica.
Now, what is a Crookes radiometer? It is a spherical glass device at the top, whose interior consists of four arms which each hold a curved paddle or also known as a plate, which are painted white or silver on one side and black on the other. It should be noted that the four arms that hold the plates are suspended by a needle and supported by a glass shaft in order to reduce friction; this kind of mill is located inside a sealed glass sphere and vacuum.
The plates rotate when exposed to light, the more intense the incident light the faster the rotation. This fact can provide a quantifiable measure of the intensity of electromagnetic radiation, however, the explanation of the rotation of this instrument has historically been the cause of much scientific controversy.
Funcionamiento
Dicho científico obtiene esta idea cuando se encontraba realizando ciertas investigaciones en el área de la química, estos experimentos requerían medidas cuantitativas muy específicas, él se encontraba pesando muestras en una cámara a vacío parcial con la finalidad de reducir el efecto de las corrientes de aire. Pero el pudo notar que el valor de las pesadas se alteraba cuando sobre la balanza incidía la luz solar y fue así como dio paso al radiómetro.
Cabe resaltar, que dicho dispositivo funciona mediante el momento de fuerza que genera el sistema de las placas, ya que el mismo es muy pequeño esto debido a que la longitud del brazo como la masa de las placas son muy pequeñas, por lo tanto, el eje debe estar muy bien equilibrado y su rozamiento debe ser prácticamente nulo para que se genere la rotación.
This scientist got this idea when he was doing some research in the area of chemistry, these experiments required very specific quantitative measurements, he was weighing samples in a partial vacuum chamber in order to reduce the effect of air currents. But he noticed that the value of the weights was altered when sunlight fell on the balance and that is how he gave way to the radiometer.
It should be noted that this device works through the moment of force generated by the system of plates, since it is very small because the length of the arm and the mass of the plates are very small, therefore, the axis must be very well balanced and its friction must be practically zero to generate the rotation.
Cuando Crookes diseñó este dispositivo, buscaba saber si la luz ejercía algún tipo de fuerza cuando chocaba con alguna superficie, así que dedujo que la luz rebotaria por el color plateado de las placas y se absorbería por el lado oscuro. La verdad, es que lo que debía ocurrir era una transferencia de momento entre los fotones incidentes y las placas, Pero cuando se puso en práctica las placas oscuras no giraban hacia adelante, este hecho debía ser así según la hipótesis de que el lado negro absorbería a los fotones y tomaría menos cantidad de movimiento que los lados de color plateados, ya que allí los fotones son reflejados, es decir, rebotan. Sin embargo, la realidad es que el radiómetro giraba de manera contraria.
El movimiento real del giro contradijo el planteamiento de Crookes porque el radiómetro gira en sentido opuesto, es decir, el lado negro yendo hacia la luz. Sin embargo, en el lado caliente, las moléculas del gas se mueven a una velocidad más alta que en lado frío, cuando dichas moléculas golpean el lado plateado producen una fuerza en la paleta que está hacia el lado fresco; como la velocidad media de las moléculas calientes es mayor que la velocidad de las moléculas frías, habrá una fuerza hacia el lado frío, a dicho proceso se le denomina arrastre térmico.
When Crookes designed this device, he wanted to know if the light exerted some kind of force when it hit a surface, so he deduced that the light would bounce off the silver color of the plates and would be absorbed by the dark side. The truth is that what should occur was a transfer of momentum between the incident photons and the plates. But when it was put into practice the dark plates did not rotate forward, this fact should be so according to the hypothesis that the black side would absorb the photons and take less amount of movement than the silver colored sides, since there the photons are reflected, that is to say, they bounce. However, the reality is that the radiometer was spinning in the opposite way.
The actual motion of the spin contradicted Crookes' approach because the radiometer spins in the opposite direction, i.e., the black side going toward the light. However, on the hot side, the gas molecules move at a higher velocity than on the cold side, when these molecules hit the silver side they produce a force on the vane which is towards the cool side; as the average velocity of the hot molecules is greater than the velocity of the cold molecules, there will be a force towards the cold side, such a process is called thermal drag.
Ya para despedirme espero que el tema sea del agrado de los lectores y deseo ver en los comentarios sus opiniones y aportes significativos que ayuden a la ampliación del tema y que genere un debate crítico y enriquecedor para la satisfactoria divulgación del conocimiento científico
In closing, I hope that the topic is to the readers' liking and I hope to see in the comments your opinions and significant contributions that will help to broaden the topic and generate a critical and enriching debate for the satisfactory dissemination of scientific knowledge.
Referencias
enric valor mico, maria jesus hernandez lucas, chantal maria ferrer roca. (2005). Radiómetro de Crookes Disponible en
References
enric valor mico, maria jesus hernandez lucas, chantal maria ferrer roca. (2005). Crookes radiometer Available in
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