Wie funktioniert eine Lichtmühle?

Sie stehen auf Fensterbrettern oder hängen im Fenster und sind sehr dekorativ. Im Inneren dreht es sich bei Sonnenschein. Was geschieht in einer Lichtmühle?

Wie funktioniert eine Lichtmühle?

Eine schön gestaltete Lichtmühle. Man erkennt die 4 Flügel.

Wie funktioniert eine Lichtmühle?

Noch eine Lichtmühle...

Wie funktioniert eine Lichtmühle?

...auch Radiometer genannt.

Eine Lichtmühle ist eine faszinierende physikalische Spielerei. Sobald Sonnenlicht darauf scheint, drehen sich die 4 Flügelrädchen unermüdlich. Sobald Wolken die Sonne verdecken, oder wir die Lichtmühle mit der Hand abschatten, hört die Drehung schnell auf.

Der Aufbau der Lichtmühle (die auch als Radiometer oder Lichtrad bezeichnet wird) ist recht einfach: Ein Glaskörper (meist in Kugelform) enthält ein Flügelkreuz, welches drehbar auf einer Nadel gelagert ist. Die 4 Flügel sind auf je einer Seite geschwärzt. Im Inneren des Glaskörpers ist bei der Herstellung ein schwaches Vakuum erzeugt worden.

Wenn nun Wärmestrahlung der Sonne oder einer starken Halogenlampe auf die Flügel trifft, dann werden die dunklen Seiten der Flügel sich stärker erwärmen als die helle, reflektierende Seit. Die Wärmeenergie, die dabei freigesetzt wird, erwärmt die Gasmoleküle in der näheren Umgebung. Durch ihre thermische Bewegung übertragen sie einen Teil ihres Impulses auf die Flügel (Gasdruck), wodurch ein Drehimpuls erzeugt wird. Das Flügelrädchen beginnt sich zu drehen!

Damit eine Lichtmühle gut funktioniert, muß das teilweise Vakuum im Inneren so eingestellt sein, daß die Reibung an den Gasmolekülen einerseits recht gering ist, aber andererseits der verbleibende Luftdruck ausreicht, um die Lichtmühle überhaupt durch Gasdruck antreiben zu können. Eine Lichtmühle läßt sich nicht mit dem Licht von Energiesparlampen (Leuchtstofflampen, LED Strahler) betreiben, da diese Lampen kaum Wärmeanteile (Infrarot) im abgestrahlten Spektrum haben.

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Bild 1: © Buntbarsch - Fotolia.com



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