Lösung der
Knobelaufgabe Nr. 3
Die verkehrte Lichtmühle
In der Knobelaufgabe ist ja die Wirkungsweise der Lichtmühle beschrieben:
sie funktioniert nur deshalb, weil die eine Seite der Flügel wärmer ist als die andere. Dann dreht sich das Flügelrad in Richtung der kälteren (bei Bestrahlung also der weißen) Seite.
Schaltet man nun die Strahlungsquelle aus, dann passiert folgendes:
Die schwarze Seite der Flügel hat nicht nur die Fähigkeit, die Wärme besser aufzunehmen, sondern auch die Fähigkeit, die Wärme besser wieder abzugeben.
(in der Fachsprache: nicht nur ein größeres Absorptions-, sondern auch ein größeres Emisssionsvermögen).
Also:
Kurz nach dem Abschalten der Strahlungsquelle ist also (kurzfristig) die schwarze Seite der Flügel die kältere Seite (weil sie schneller/mehr Wärme abstrahlt als die weiße Seite) !
Damit kehrt sich aber die Drehrichtung um !
Der Effekt ist allerdings nur nach längerer Bestrahlungsdauer deutlich zu beobachten: über die schwarzen Flächen werden bei längerer Bestrahlung nämlich die gesamten Schaufeln erwärmt. Schaltet man die Quelle ab, so kühlen sich die Schaufeln ab, aber eben unterschiedlich schnell.