克魯克斯輻射計

使用說明書

一、概述

克魯克斯輻射計是英國物理學(xué)家、化學(xué)家克魯克斯（william crookes）（1832-1919）于1875年發(fā)明的。這是一個裝在抽為半真空中玻璃容器中的一個位于針尖上的葉輪。每個葉片的同一方向被涂黑，另一面為亮白色。在有陽光或其他輻射的情況下，葉片即開始穩(wěn)定地轉(zhuǎn)動。當(dāng)時克魯克斯認為造成葉輪轉(zhuǎn)動的原因是光壓，然而實際上是氣體分子運動論的一個證據(jù)。

克魯克斯輻射計用于熱輻射實驗，是一種可以激發(fā)學(xué)生興趣和啟發(fā)思考的器材。

二、結(jié)構(gòu)原理

本實驗裝置主要由外殼、轉(zhuǎn)軸、輕質(zhì)葉輪、臺燈等組成。

中學(xué)物理中講到，不透明物體的顏色是由物體表面的色光決定的。如果物體表面反射紅色（吸收除紅色以外的其它色光），我們看到的是紅色物體；如果物體表面反射全部光（各種顏色的光），我們看到的是白色物體。如果一個物體吸收全部光（吸收各種顏色的光），我們看到的是黑色物體。因此，黑色物體受到光照時的表面溫度要比白色物體高。

把克魯克斯輻射計放在陽光或白熾燈光下，葉輪就開始轉(zhuǎn)動。葉輪總是按葉片黑的一面向白的一面轉(zhuǎn)，而不可能相反。其解釋是由于吸收了熱輻射，葉片黑色一面溫度較白色一面高。由于葉片對其表面附近的氣體分子（因為玻璃容器中還殘存有氣體）加熱，使黑色表面附近的氣體溫度較高，因此分子運動速度較大。由于氣體分子運動時對黑色葉片表面的反作用力比白色一面大，因此使葉片旋轉(zhuǎn)，并且旋轉(zhuǎn)方向必定是黑色一面向白色一面轉(zhuǎn)。如果再繼續(xù)抽氣，到一定程度葉片也不會再轉(zhuǎn)了。當(dāng)然，由于分子的這種碰撞力很小，所以如果不抽氣，由于阻力較大，將看不到葉輪旋轉(zhuǎn)。

根據(jù)以上解釋，很自然得出推論：如果使克魯克斯輻射計冷卻，那么葉片旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)相反，即有白色面向黑色面轉(zhuǎn)。這很容易驗證，只要把克魯克斯輻射計放在空調(diào)機的出風(fēng)口（空調(diào)機在制冷狀態(tài)）即可，使用時，需把克魯克斯輻射計外罩的上蓋去掉。

三、實驗裝置

本實驗儀器主要由射燈、克魯克斯輻射計、外罩、底板組成，底板采用木質(zhì)材料，外罩采用有機玻璃材料，整體規(guī)格為：500mm×260mm×300mm。

克魯克斯輻射計由外殼、轉(zhuǎn)軸、輕質(zhì)葉輪、底座組成，底座采用塑料材料，外殼采用透明玻璃材料，要求密封性、透光性能好，內(nèi)部抽空。玻璃與金屬封接后在-40℃～60℃時金屬與玻璃封接處不開裂、不漏氣；轉(zhuǎn)動靈敏度當(dāng)采用連續(xù)光譜光源，光照不小于200lx（勒克斯，光照度計量單位），垂直照射到涂黑面時，輕質(zhì)葉輪應(yīng)開始由靜止轉(zhuǎn)動。

四、使用方法

1．調(diào)整好射燈與外罩的距離（射燈的燈泡在外罩開孔的中上部，約4cm左右）。

2．將電源線插在交流220v電源插座上，用手按住射燈上的點動按鈕觀察外罩內(nèi)的克魯克斯輻射計小扇葉的轉(zhuǎn)動情況（可觀察到小扇葉轉(zhuǎn)動起來）。

五、注意事項和維護

1．儀器在進行實驗時需用到220v交流電，請注意電氣安全，學(xué)生不要單獨使用。

2．在進行實驗時或?qū)嶒灲Y(jié)束短時間內(nèi)請不要觸摸射燈燈罩，此時射燈溫度較高，小心燙手。老師需叮囑同學(xué)。

3．實驗儀器為玻璃制品，做實驗時要輕拿輕放，避免儀器落地破碎，影響實驗效果。

六、常見故障

現(xiàn)象：光照后葉片不轉(zhuǎn)。

原因：（1）光不夠強；（2）儀器靈敏度不夠

解決方法：（1）加強光源（2）按技術(shù)指標檢查是否靈敏度不夠，如果屬于質(zhì)量問題，聯(lián)系生產(chǎn)廠家。

七、關(guān)于危險因素的說明

本產(chǎn)品使用電網(wǎng)電源（交流220v）。交流220v電源不能接觸，具有危險性。本產(chǎn)品已采取了安全措施（泄露電流、抗電強度、瞬態(tài)過電壓、電氣間隙、爬電距離、對觸及帶電部件的防護、電源連接和外部軟線等符合強制性標準規(guī)定）。

使用和保存本產(chǎn)品時必須注意電源開關(guān)和電極不能遇水，不能破壞外接軟線的絕緣層。

教師不在場時，應(yīng)停止教室的電源插座供電，以防學(xué)生單獨使用時發(fā)生意外。

八、保修事項

產(chǎn)品到貨時，如果正確使用，不能正常工作，由生產(chǎn)企業(yè)負責(zé)更換。在儀器正確使用的情況下，售出后一年內(nèi)由于制造質(zhì)量而造成的故障（非人為損壞）本公司將負責(zé)免費維修，一年后將酌情收取合理的維修成本費。