PhysicsRules schreef op maandag 21 maart 2005 @ 16:15:
. . . .
4. Er zijn twee soorten manieren om kleuren te krijgen: sommige voorwerpen, zoals de zon of een lamp, zenden hun eigen licht uit. De zon is geel omdat deze vooral gele fotonen uitzend.
. . . .
Als een foton op een wit voorwerp botst wordt deze releflecteerd. De wet van behoudt van impuls leert ons het volgende: de foton draait in het ideale geval (een zogenaamde elastische botsing) 180 graden van richting. Als zijn impuls eerst a kgm/s was, zal zijn impuls daarna -a kgm/s zijn (hij is namelijk van richting veranderd). Het verschil in impuls voor het foton is -2*a kgm/s. Aangezien impuls behouden moet blijven zal ook de impuls voor het voorwerp 2*a kgm/s toenemen.
Resultaat: een wit voorwerp zal sneller gaan dan een zwart voorwerp. Hiervoor bestaan ook leuke proefjes met een molentje waarvan de wieken aan de ene kant zwart zijn en aan de andere kant wit. Je ziet dat de witte wieken van de lichtbron afdraaien.
1. Als de zon
geel licht uitstraalt hoe komt het dan dat met 100% (diffuus) reflectie(sneeuw) dit licht nagenoeg
wit is?. . . . Wit licht is bij definitie het licht van de zon (zonder filters van de atmosfeer dacht ik). Op een heldere dag lijkt dit licht nagenoeg wit als de zon loodrecht op het aardoppervlak schijnt. Vlak voor zonsondergang is het roodachtig . . . sneeuw op de evenaar is dus 'witter' dan sneeuw op de polen.
Even terzijde: als je een perfectie spiegel neemt ziet deze er doorgaans niet wit uit: dit is alleen zo als het virtuele beeld dat je er in ziet wit is en de hele spiegel vult. Als je over witte verf praat is het net zo als met sneeuw: het licht wordt diffuus weerkaatst en een klein deel wordt geabsorbeerd. . .witte verf of een spierwit laken worden ook warm in de zon!
2) Als licht op een 'witte' auto weerkaatst is het niet bij voorbaat zo dat de impuls
toeneemt. Het is uiteraard afhankelijk van de rijrichting van het 'witte' oppervlak. De impuls kan netzo goed afnemen.
Nog even iets anders ter zijde: als je in het pikkedonker midden in de nacht je hoofd onder de bedlakens steekt en je kijkt om je heen, dan is het bedelaken zwart, ook als het een 'wit' laken is. De kleur van een object heeft derhalve alleen betekenis als er licht op valt. Als je een object dat in het daglicht
blauw is in het pikkedonker onder de dekens plaatst is het niet een blauw object maar een zwart object. Veel mensen zouden durven wedden dat je vanwege het gebrek aan licht het blauw niet kan zien! In jet donker bestaat blauw niet!
Betreffende het molentje dat in zonlicht gaat draaien is het net andersom dan de meeste mensen denken:
Op het glimmede vlak wordt een foton
weerkaats en de impulsverandering is dus haast
2a als het inkomend foton
a als impuls heeft. Op het zwarte vlak wordt de foton haast 100% geabsorbeerd en de verandering in impuls is dus maar haast
a. Veel mensen denken dat het hiermee ophoudt en dat daarom het glimmende vaantje van de zon wegdraait. FOUT.
Het zwarte vlak (een soort oxide laag dat een laag thermisch geleidingsvermogen heeft) wordt heet en het glimmende vlak blijft relatief koud. Het hete zwarte vlak veroorzaakt een natuurlijke lucht convectie. . .de lucht aan het 'zwarte' oppervlak wordt heet,
expandeert en stijgt. Dit proces zuigt 'koude' lucht aan en dit warmt op en
expandeert ook. Deze expansie veroorzaakt een plaatselijke hogere luchtdruk dan op de koudere achterzijde en daardoor gaat het zwarte vaantje van de zon
wegdraaien. Net andersom dan wat je dacht. Het impuls-argument is wel juist, maar in verhouding niet waarneembaar op de schaal van het molentje. . .de frictie in de lager zou genoeg zijn om het molentje stil te laten staan van alleen het netto impulsverschil van
2a-a=a* voor de 2 vaantjes dat loodrecht op het zonlicht staan. Het luchtdrukverschil is een relatief grootschalig fenomeen in vergelijking met foton weerkaatsing.
Het molentje is in feite een eenvoudige
Expansie Gasturbine dat zich gedraagt als een conventionele Heat Engine waarvoor de Carnot Efficientie gebruikt kan worden om de theoretische maximale efficiëntie te berekenen.
* Met deze beschouwing: Netto Impuls =
2a-a=a wordt weggelaten dat het hete zwarte oppervlak ook nog thermische straling uitzend (black body radiation). De netto fotonaandrijfimpulse zou derhalve nog veel minder zijn dan
a in het Impulse Argument. De black body radiation zou dus de luchtdrukaandrijving helpen!