Et pourtant, il tourne, le radiomètre de Crookes

Le radiomètre de Crookes consiste en une ampoule partiellement vide d’air, dans laquelle on a disposé un système rotatif constitué d’un axe de métal sur lequel peut tourner un ensemble de quatre palettes de mica dont chacune a une face noircie au noir de fumée et l’autre face argentée. Exposé à la lumière, ses palettes se mettent à tourner d’autant plus vite que celle-ci est forte. Il a été inventé par William Crookes pour mesurer les radiations magnétiques, mais les causes de la mise en rotation du dispositif ont été le sujet de plusieurs débats scientifiques. De fait, le radiomètre n’entre pas en rotation uniquement sous les effets de la lumière car on constate que la chaleur de la main est suffisante pour que tourne, même lentement, le dispositif.

- Clarifications (??) thermodynamiques -

Tout appareil destiné à mesurer la température doit détecter une différence de températures. Ici la face noircie du dispositif s'échauffe plus que la face argentée puisque l’énergie radiante provenant de la lumière, ou de la chaleur rémanente, est davantage absorbée par cette face que par la face argentée. La portion de gaz en contact avec la face noircie est donc plus chaude que la portion de gaz en contact avec la face argentée. La première portion de gaz se dilate donc plus que la deuxième et "pousse" la face noircie plus fort que la face argentée ce qui fait finalement tourner le moulin dans le sens de la face noircie "poussant" la face argentée.

William Crookes avait initialement inventé cet appareil pour détecter la pression de la lumière, théorie originalement proposée par James Clerk Maxwell. Si la pression de la lumière met en mouvement les palettes, celle-ci devraient tourner en sens inverse (la face argentée poussant la face noircie) puisque le noir absorbe et le brillant rejette les photons.

Certains scientifiques ont constaté qu’avec un vide poussé, le dispositif tournait alors à l’envers. Du fait de la situation dans laquelle la face noire pousse la face argentée, Arthur Schuler a remis en cause la destination de l’appareil en supposant que les forces agissantes résidaient en fait à l’intérieur du dispositif. Son raisonnement consistait à dire: si une pression légère facilitait la rotation, un vide plus poussé devrait la favoriser davantage. Or, il n’en est rien, comme l’a montré Pyotr Lebedev avec un appareil à vide plus performant.

Finalement, Albert Einstein montra que les pressions exercées sur chacune des faces d’une palette ne sont pas égales et Osborne Reynolds démontra que, en moyenne, les molécules de gaz se déplacent de la face froide vers la face chaude (du brillant au noirci) provoquant une différence de pression sensiblement égale à la racine carrée de la différence des températures. C’est à la fois les forces décrites par Einstein et Reynolds qui paraissent provoquer la rotation de radiomètre de Crookes, sans qu’on sache vraiment si l’une est plus importante que l’autre.

Source: Wikipédia

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Quant à moi, au lu de telles explications, limpides comme du jus de chique, je m'en tiendrai plutôt à celles données sur cette page lien d'un universitaire: univ-provence.fr/~laugierj/Crookes/Crookes.htm

N.B: le radiomètre de Crookes fait partie de la horde hétéroclite des appareils scientifiques curieux peuplant la Mansarde. Ils compliquent bigrement mes tâches ménagères de dépoussiérage, bien trop parcimonieuses, je le confesse. Même en tenue commando, nu sous mon petit tablier rose en acrylique et mon plumeau bariolé d'assaut en main, le combat est fort rude!
Mais les tâches ancillaires ont aussi leur part de noblesse...