El radiòmetre de Crookes va ser inventat el 1873 per William Crookes. És un molinet de llum poc conegut.
És un instrument científic que consisteix en una bombeta de vidre parcialment buida d’aire (pressió 0,05 mm Hg) i, dins d’ella, quatre pales muntades en un eix. Cada pala és negra per un costat i brillant o blanca per l’altre.
Sense fer el buit les pales no poden girar per la fricció amb l’aire.
Si es fa un buit massa gran, tampoc giren les pales.
Crookes va tenir la idea quan feia investigacions químiques que exigien mesures quantitatives molt precises. Es trobava pesant mostres en una cambra a buit parcial, amb l’objectiu de reduir l’efecte dels corrents d’aire. De sobte, va notar que el valor de les pesades era pertorbat quan sobre la balança hi incidia el llum solar. Investigant aquest efecte, va crear el dispositiu que porta el seu nom. Quan la llum incideix en tota la bombeta el molinet gira amb velocitat relacionada amb la intensitat de la llum. Encara es fabriquen i venen radiòmetres de Crookes amb propòsits científics, didàctics, recreatius i també decoratius.
El moment de força que genera el sistema de les plaques és molt petit, ja que tant la longitud del braç com la massa de la placa són molt petites, de manera que l’eix ha d’estar molt ben equilibrat i ha de tenir fregament pràcticament nul perquè pugui rotar.
L’explicació de la rotació d’aquest dispositiu ha estat històricament motiu de molta controvèrsia científica, i s’han succeït diverses teories per explicar el fenomen.
La primera explicació que va donar el mateix Crookes, és que la rotació de les aspes era produïda per la pressió de la radiació incident sobre les superfícies negres, explicació que va ser inicialment acceptada per James C. Maxwell. Aquest model té, però, un problema: la llum incident sobre les superfícies negres hauria de ser absorbida, mentre que la llum que incideix sobre les superfícies blanques hauria de ser reflectida majorment. El resultat és que la pressió de radiació hauria de ser més gran sobre les superfícies blanques que sobre les fosques, de manera que el dispositiu hagués de rotar en sentit contrari al realment observat.
Una segona explicació es basava en el fet que les cares fosques absorbeixen més radiació que les superfícies clares en ser il·luminades, cosa que produiria un major escalfament del gas enrarit proper a les cares negres augmentant la seva pressió i generant una força més gran que empenyeria el rotor. Maxwell va considerar que l’escalfament simplement produiria una expansió del gas però no un augment local de la pressió, de manera que aquesta es mantindria homogènia a tot el recipient. Una variació d’aquest model consisteix a considerar que les molècules de gas properes a les superfícies negres adquireixen més velocitat que les properes a les blanques, de manera que en impactar sobre les cares fosques amb més velocitat transfereixen un impuls més gran generant una força neta que fa girar les aspes.
Una tercera teoria suggeria que l’escalfament produït per la llum vaporitzava gasos dissolts en el recobriment negre de les cares fosques que propulsaven les aspes i les feien girar.
També s’ha proposat la teoria de que les aspes són propulsades per electrons emesos mitjançant l’efecte fotoelèctric.
L’explicació que es considera correcta actualment es basa en el fenomen conegut com a «arrossegament tèrmic». La radiació incident escalfa més les cares negres que les blanques. Al costat calent, les molècules del gas s’estan movent amb una velocitat mitjana més alta que els gasos al costat fred.
Quan les molècules calentes colpegen la vora de la paleta, a mitjana produiran una força a la paleta que està cap al costat fresc. Com que la velocitat mitjana de les molècules calentes és més gran que la velocitat mitjana de les molècules fredes, hi haurà una força a la paleta cap al costat fresc. Aquesta explicació l’han donada Osborne Reynolds i James C. Maxwell.
També es poden fer experiments il·luminant l’aparell amb bombetes d’incandescència que emetem llum principalment visible i infraroja. El molinet gira quan incideix llum sense cap filtre i també amb un filtre que no deixa passar la llum visible. La llum IR (infraroja) no visible de la bombeta fa girar el molinet. Si es posa un filtre que atura també la radiació IR (no visible) el molinet no gira.
Un dispositiu semblant es va emprar per demostrar que la radiació d’un tub de raigs catòdics són partícules amb massa (electrons) que fan girar un molinet. En aquest cas els raigs van dirigits només a una de les pales.
