Was ist ein Radiometer?

Warum drehen sie sich?

Nicht, weil das Licht sie schiebt. Diese Erklärung liegt nahe und ist falsch: Der Strahlungsdruck ist viel zu schwach, und er würde die Flügel in die andere Richtung drehen.

Tatsächlich liegt es an der Restluft, und zwar an den Kanten der Flügel. Die schwarze Seite nimmt mehr Licht auf und wird wärmer. An der Kante zwischen warmer und kalter Seite wandern Gasmoleküle von der kühlen auf die warme Fläche, und bei jedem dieser Übertritte bekommt der Flügel einen winzigen Stoß in die Gegenrichtung. Ein einzelner Stoß ist nichts, aber im fast leeren Kolben stört keine Luft die Bewegung, und Millionen solcher Stöße pro Sekunde reichen, um die hauchdünnen Flügel zu drehen: Die schwarze Seite weicht zurück.

Die naheliegendere Erklärung, wonach Gasmoleküle an der warmen Fläche kräftiger abprallen, ist die verbreitete Schulfassung. Sie trägt den Effekt nicht.

Warum ist der Kolben nicht ganz leer?

Weil es ohne Gas gar nicht funktionieren würde. Bei vollständigem Vakuum stünde die Mühle still. Im Kolben herrscht ein Teilvakuum, und der Effekt ist nur in einem schmalen Druckbereich stark genug, um die Flügel zu drehen.

Wer hat es erfunden?

William Crookes, 1873, eher zufällig. Er wog Substanzen in einer teilweise evakuierten Kammer, um Luftströmungen auszuschließen, und stellte fest, dass die Messungen bei Sonneneinstrahlung durcheinandergerieten.

Crookes selbst hielt den Strahlungsdruck für die Ursache, und James Clerk Maxwell stimmte zunächst zu. Arthur Schuster zeigte 1876 im Versuch, dass die Kraft aus dem Inneren des Kolbens kommen muss. Die tragfähige Erklärung lieferte Osborne Reynolds 1879 mit der thermischen Transpiration.

Wofür ist es gut?

Für gar nichts. Es misst nichts Brauchbares, es zeigt nur, dass etwas passiert, wenn Licht auf eine schwarze Fläche trifft.