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크룩스 복사계(일명 라이트 밀)는 부분 진공 상태의 내부에 날개 세트가 있어 햇빛에 노출되면 회전합니다. 회전은 광압이 아니라 날개의 검은색 면과 은색 면 사이의 온도 차이로 인해 발생합니다.
날개가 회전하는 이유: 광압이 아닌 열증산
크룩스 복사계는 종종 광압으로 작동하는 장치로 오해되지만, 실제 메커니즘은 열증산입니다. 각 날개의 검은색 면은 더 많은 햇빛을 흡수하여 뜨거워지고, 은색 면은 빛을 반사하여 더 차갑게 유지됩니다. 전구 내부의 공기 분자는 더 뜨거운 검은색 면에서 더 큰 에너지로 튕겨 나와 날개를 뜨거운 면에서 멀어지게 하는 작은 밀림을 생성합니다.
이 효과는 전구에 부분 진공(정상 대기압의 약 1/1000)이 포함되어 있기 때문에만 작동합니다. 이 압력에서 분자는 너무 자주 충돌하지 않고 자유롭게 움직이므로 온도 차이가 중요해집니다. 회전 속도는 광원의 강도에 따라 달라지므로, 맑은 햇볕이 드는 창문은 흐린 날이나 실내 램프보다 더 빠른 회전을 만들어냅니다.
크룩스 복사계 작동 관찰 방법
- 직사광선에 놓으세요: 복사계를 방해받지 않는 햇빛이 닿는 창턱이나 테이블 위에 놓으세요. 빛이 강할수록 날개가 더 빨리 회전합니다. 이중 유리창이나 착색 유리창 뒤에 두지 마세요. 이러한 창문은 자외선과 적외선을 줄여 회전을 느리게 할 수 있습니다.
- 날개가 회전하기 시작할 때까지 30~60초 기다리세요: 날개가 즉시 회전하지 않을 수 있습니다. 검은색 면이 열을 흡수하고 움직임에 필요한 온도 차이를 만들 시간을 주세요. 2분 후에도 아무 일도 일어나지 않으면 전구가 그늘에 있지 않은지, 유리가 깨끗한지 확인하세요. 먼지가 빛을 차단할 수 있습니다.
- 회전 방향을 관찰하세요: 날개는 검은색 면이 광원에서 멀어지는 방향으로 회전합니다. 이는 광압이 아닌 열증산 효과를 확인시켜 줍니다. 광압이라면 반짝이는 면이 밀려나야 합니다. 전구의 절반을 손으로 가려보세요. 날개가 느려지거나 멈추었다가, 손을 떼을 때 다시 회전해야 합니다. 이는 효과가 빛에 의존적임을 보여줍니다.
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크룩스 복사계 블루: 당사의 블루 크룩스 복사계는 흥미로운 장식품일 뿐만 아니라 태양 에너지를 연구하는 유용한 도구이기도 합니다. 햇볕이 잘 드는 곳에 놓기만 하면 작동을 관찰할 수 있습니다. 파란색 유리는 장식적인 요소를 더하면서도 회전을 선명하게 관찰할 수 있게 하여, 태양 에너지 변환의 실용적인 시연 도구가 됩니다.
크룩스 복사계 블루
