⚡ En bref :
Inventé par William Crookes en 1873La pression de radiation est environ 10 000 fois trop faible pour l’expliquerFonctionne uniquement sous vide partiel (quelques pascals de pression)Le côté noir recule (contrairement à ce que prédit la pression de radiation)L’explication complète implique la transpiration thermique, un effet aux bords des ailettes
Posez ce petit moulin de verre près d’une fenêtre et ses ailettes se mettent à tourner toutes seules. Beaucoup de gens pensent que c’est la pression de la lumière qui pousse les palettes. C’est faux. La vraie explication a donné du fil à retordre à des physiciens comme Maxwell et Reynolds.
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Les faces noires des ailettes absorbent la lumière et chauffent l’air résiduel à leur contact : les molécules de gaz rebondissent plus fort sur le côté chaud, créant une poussée nette qui fait tourner le moulin. |
Ce qu’il y a à l’intérieur
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Ce qui se passe étape par étape
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La lumière frappe les ailettes. Le côté noir absorbe l’énergie lumineuse et chauffe. Le côté blanc la réfléchit et reste plus frais. |
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Le côté noir, plus chaud, réchauffe les molécules de gaz résiduel à son contact. Ces molécules gagnent de l’énergie cinétique. |
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Les molécules chaudes rebondissent sur la face noire avec plus de force que les molécules froides sur la face blanche. |
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Cette différence de poussée crée une force nette : les faces noires sont repoussées, les blanches avancent. Les ailettes tournent. |
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Tant que la lumière maintient le gradient thermique entre les deux faces, la rotation continue. |
Trois idées fausses à oublier
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Idée fausse numéro 1 : ‘C’est la pression des photons’. Non. La pression de radiation existe, mais elle est des milliers de fois trop faible pour faire tourner quoi que ce soit ici. Et si c’était le cas, le côté réfléchissant recevrait PLUS de poussée (les photons rebondissent au lieu d’être absorbés). Idée fausse numéro 2 : ‘Le vide est total’. Non. S’il n’y avait aucun gaz à l’intérieur, le radiomètre ne tournerait pas. Il faut quelques molécules pour que l’effet thermique fonctionne. Idée fausse numéro 3 : ‘Ça marche à pression normale’. Non plus. À pression atmosphérique, les collisions sont trop nombreuses et s’annulent. Il faut un vide partiel, un juste milieu. |
Le saviez-vous ?
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Ce radiomètre a été inventé en 1873 par William Crookes. À l’époque, Maxwell et Osborne Reynolds se sont disputés sur l’explication correcte. La théorie complète, impliquant les effets de transpiration thermique aux bords des ailettes, a été formalisée par Reynolds et reste subtile même pour les physiciens. C’est l’un des rares objets de décoration dont l’explication physique complète est arrivée des décennies après l’invention. |
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❓ Questions fréquentes
🔬 En résumé
Radiomètre repose sur un phénomène scientifique élégant : les faces noires des ailettes absorbent la lumière et chauffent l’air résiduel à leur contact : les molécules de gaz rebondissent plus fort sur le côté chaud, créant une poussée nette qui fait tourner le moulin. Maintenant que vous comprenez le mécanisme, pourquoi ne pas l’observer par vous-même ?
