Schalte das Licht ein! In welcher Richtung dreht sich die Lichtmühle? Warum dreht sie sich überhaupt?
WORUM GEHT ES?
Unter einer Glashaube befinden sich ein kleiner Halogenstrahler und eine Glaskugel. In der Glaskugel, die Luft bei sehr niedrigem Druck enthält, kann ein waagerecht gelagertes Kreuz mit vier quadratischen Paddeln rotieren. Die Paddel sind auf der einen Seite schwarz berußt und auf der anderen silbrig beschichtet, immer abwechselnd. Wenn man auf den Knopf drückt, leuchtet der Strahler und das Paddelkreuz beginnt sich zu drehen.
WESHALB IST DAS SO?
Der Name Lichtmühle ergibt sich aus der Tatsache, dass das Paddelkreuz vom Licht angetrieben wird. Da die Schnelligkeit der Drehung der Mühle von der Lichtintensität abhängt, nannte sie sein Erfinder Crooks vor etwa hundert Jahren Radiometer, was so viel wie Strahlungsmesser bedeutet.
Werden die Paddel von Licht getroffen, absorbiert die schwarze Seite das Licht und heizt sich dadurch auf, die helle Seite reflektiert das meiste Licht und bleibt dadurch kühler. Das ist ähnlich wie bei schwarzen und weißen T-Shirts, die sich in der Sommersonne auch unterschiedlich aufheizen. Zwischen den Seiten der Paddel befindet sich jeweils ein dünnes Glimmerplättchen, das die Seiten wärmetechnisch gut gegeneinander isoliert. Sie bleiben also auf unterschiedlichen Temperaturen. Das heißt aber, dass sich die Atome in der schwarzen Fläche stärker bewegen, also mehr kinetische Energie besitzen, als die in der silbrigen. Treffen jetzt Luftmoleküle der verdünnten Restluft auf die Oberflächen der Paddel, erhalten sie Stöße von den Atomen der Oberflächen, auf der schwarzen Seite wegen der höheren Temperatur stärkere als auf der silbrigen. Sie werden also unterschiedlich stark von den Flächen abgestoßen und übertragen dabei einen Rückstoß auf die Flügel. Auf der schwarzen ist der stärker, so dass die schwarze Seite, wie zu beobachten ist, die silbrige vor sich herschiebt.