Радиометр Лебедева

Радиометр предназначен для проведения демонстрационных экспериментов на уроках физики в средней школе при изучении молекулярно-кинетической теории газов.
Радиометр представляет собой запаянную стеклянную емкость, из которой откачана часть воздуха и создан вакуум определенной степени. Внутри сосуда закреплена вертушка (крыльчатка), которая вращается на острие иглы, наподобие стрелки компаса. Одна и та же сторона каждой пластины крыльчатки покрыта черной краской, а другая оставлена светлой (белого цвета).
Под воздействием солнечных лучей или излучения иного рода крыльчатка начинает вращение с постоянной скоростью.
Долгое время считалось, что причиной возникновения вращательного движения крыльчатки является давление света. Но в действительности, причины его вращения не ясны до сих пор.
Радиометр был создан в 1873 британским ученым сэром Вильямом Круксом. Изобретен он в общем–то случайно, первоначально Крукс хотел определить атомный вес открытого им нового элемента таллия, для чего ему потребовалось изготовить очень точные часы, находящиеся в вакууме. Однако вскоре всплыл удивительный факт, что данные весы оказались чувствительны не только к весу, но и к освещению, т.е. фактически взвешивали свет! Наблюдение этого эффекта и привело в скором времени к появлению радиометра Крукса в его современном виде: прозрачная стеклянная колба с частичным вакуумом, в которой подвешен ротор — сбалансированная крыльчатка, лопасти которой с одной стороны светлые (чаще всего серебристые), а с другой темные (черные). При освещении ротора он начинает вращаться светлой стороной лопастей вперед. По современным представлением в колбе не полный, а частичный вакуум, т.к. насосы в те времена были не идеальны.
Осталось объяснить причины, почему этот радиометр собственно работает. Первоначально Крукс был убежден, что вращение ротора вызвано давлением света на черные стороны лопастей, аналогично давлению воды на колесо водяной мельницы. Он сообщил о своем изобретении Джеймсу Клерку Максвеллу. Максвелл, как раз тогда недавно открывший свою теорию электромагнетизма, обрадовался прибору и согласился с этим объяснением, так как оно подтверждало существование предсказанного им давления света. Но тут случился казус — данная теория была вскоре опровергнута сначала Артуром Шустером, показавшим, что давление света должно вызывать силу, направленную в противоположную сторону от предсказанной Максвеллом, т.е. ротор вообще–то должен вращаться в другу сторону! Вдобавок наш соотечественник Петр Лебедев поставил эксперимент с более качественным вакуумом в колбе, и ротор в таком вакууме переставал вращаться совсем. В результате объяснение Максвелла было признано неверным, а пытливые умы физиков продолжили искать другие объяснения причин вращения.
Следующим этапом на этом пути стала теория различного нагрева поверхностей лопастей. Очевидно, что черная сторона, поглощающая свет, нагревается сильнее серебристой отражающей стороны. Горячие черные стороны вызывают локальный нагрев близлежащего к ним  ...