高度：23cm 球體直徑9.5cm 該儀器的實驗目的：光和熱雖然通過人體感官都能體會到它的存在，可要是把它視著一種可以輸出的能量卻并不直觀，而且非常抽象。如果有一種設備,它只要有一束光射過來，立馬就能使它的葉輪轉動起來，同學們對于光瞬間就會有一個新的認識 原來光并不僅僅局限于照明，同時他還可以做功...而可以實現(xiàn)這一切的神奇的教學儀器就是：魯克斯輻射計 克魯克斯輻射計已列入教育部發(fā)布的JY/T0386－2006《初中理科教學儀器配備標準》和JY/T0387－2006《初中科學教學儀器配備標準》中。克魯克斯輻射計用于熱輻射實驗，是一種可以激發(fā)學生興趣和啟發(fā)思考的器材。根據(jù)克魯克斯輻射計的結構、在教學中的應用和要求作一簡單介紹。 1歷史上的克魯克斯輻射計 克魯克斯輻射計是英國物理學家、化學家克魯克斯（WilliamCrookes）（1832-1919）于1875年發(fā)明了的。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)定地轉動。當時克魯克斯認為造成葉輪轉動的原因是光壓，然而實際上是氣體分子運動論的一個證據(jù)。2克魯克斯輻射計在教學中的應用 中學物理中講到，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。這是初中物理的基本內(nèi)容，雖然簡單，但是多年來一直沒有相應實驗儀器。于是，我們常見到許多自制教具。例如用兩個裝滿水的瓶子，瓶塞上裝一根細管。兩個瓶子外表分別涂上黑色和白色，然后同時放在陽光下曬。片刻，黑色瓶上細管中的水上升得比白色瓶的高，其解釋是因為黑色瓶溫度較高，瓶中的水膨脹得較多。 顯然，如果用克魯克斯輻射計，可以促使學生思維。把克魯克斯輻射計放在陽光下，葉輪就開始轉動。葉輪總是按葉片黑的一面向白的一面轉，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，并且旋轉方向必定是黑色一面向白色一面轉。如果再繼續(xù)抽氣，到一定程度葉片也不會再轉了。當然，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。曾經(jīng)有一種自制教具，一個體積很大的葉輪，由于重量太大并且暴露在大氣壓下（未抽空密封），結果毫無效果。 使用這個教具有幾個優(yōu)點：第一，由于該儀器結構簡單，明顯可見不存在驅動裝置，因此可以激發(fā)學生興趣；第二，可以啟發(fā)學生思維，如何運用所學知識去解釋這個現(xiàn)象；第三，融合了多種物理知識，通過解釋，可以促進知識的綜合運用，學習如何解釋物理現(xiàn)象。 當然還可以有其它擴展應用。既然黑色物體比白色物體容易吸收熱輻射，那么黑色物體對外輻射也比白色物體多，所以在環(huán)境溫度低于葉片溫度時，黑色面的溫度應該比白色面低，因此應該可以看到克魯克斯輻射計的葉輪反向旋轉。但這僅僅是推論。實際如何呢？不妨作一番探究。如果以上解釋是正確的，那么在低溫下應該能夠看到反向旋轉。如果看不到，則一定有其它原因，或許需要考慮以上解釋（假說）的正確性了。如果是黑色和白色的兩個瓶子，在低溫下黑色瓶子中的水體積一定會先小于白色瓶子。這也是科學研究的基本方法。3克魯克斯輻射計的技術要求 目前，我國普教儀器生產(chǎn)企業(yè)中還沒有此產(chǎn)品，也無現(xiàn)成資料。我省教育裝備管理中心有進口儀器樣機（如圖1）。最近在起草教育行業(yè)標準中，我們分析試驗了該樣機，確定了克魯克斯輻射計產(chǎn)品的基本要求。 3.1結構 現(xiàn)有的克魯克斯輻射計是密封式的，內(nèi)部抽空。用針尖結構將葉輪固定（例如磁針那樣），而且在結構上需要防止葉輪從針尖上脫出。如圖2。圖中：1－外殼；2－轉軸；3－輕質葉輪。