Kedvelt játék, dekoráció a fénymalom, ami erősebb fényben gyorsabban forog. Ablakba téve napsütésben az élet szüntelen körforgását szimbolizálja, elhozva a kiábrándult emberiségnek a reménysugarat, hogy lesz még holnap:
Nemcsak erős napfénytől, de már egy $10\unicode{x2013} 20\ \mathrm{mW}$‑os lézertől is elkezd forogni:
Illetve egy gyertyától is:
Itt szépen látszik, hogy bár mindkét fénymalom kb. azonos távolságra van a gyertyától (vagyis ugyanolyan erős sugárzás éri őket) de a jobb oldali (üvegbúra alatt lévő) gyorsabban forog. Ennek magyarázata, hogy a búrából a gyártás során kiszivattyúzták a levegő nagy részét, így a forgó lapátkereket lassító légellenállás benne sokkal kisebb, mint a bal oldali (a szoba levegőjében forgó) fénymalom esetében.
Mitől forog a fénymalom? A fénymalmokat figyelve első ránézésre feltűnik, hogy a lapátjaik egyik oldala mindig mattfekete, a másik viszont tükröző, fényesen csillogó (alufóliaszerű).
Sokszor úgy szokás magyarázni a működését, hogy a mattfekete lapok elnyelik a fényt, ezáltal "átveszik" annak lendületét, ahogy egy ember átveszi a testébe hatoló, abban elnyelődő puskagolyó lendületét, és emiatt hátralendül, amikor belelőnek. Ezért a fénymalom olyan irányban jön forgásba, hogy a lapok mattfekete oldala távolodjon a fényforrástól.
Ez a magyarázat ugyan összhangban van a látottakkal (tényleg ilyen irányba forog a készülék), így nagyon sokan ezzel el is intézik a fénymalom működésének magyarázatát, de ez az érvelés téves. Ugyanis nemcsak az a fény ad lendületet a lapnak, ami elnyelődik a lapon, hanem az is, ami visszaverődik a lapról. Méghozzá a visszaverődő fény 2‑szer nagyobb lendületet ad a lapnak, mint az elnyelődő fény. Miért 2‑szer akkorát? Mert a visszaverődő fény lendülete az ellenkezőjére változik, ehhez (képzeletben) először az eredetiről nullára kell csökkennie, majd még egyszer ugyanekkora változással az ellentétes irányúra növekednie. Mint amikor $+5\ \mathrm{{}^\circ C}$‑ról $-5\ \mathrm{{}^\circ C}$‑ra változik a hőmérséklet, olyankor a változás $2\cdot \left(-5\ \mathrm{{}^\circ C}\right)=-10\ \mathrm{{}^\circ C}$. Márpedig ha a fény lendülete megváltozik, akkor a lapát lendülete is meg kell változzon (méghozzá ugyanakkora nagyságú, de ellentétes irányú változással), hiszen zárt rendszer összes lendülete állandó. Másképp fogalmazva: a fény lendülete amiatt változhat meg, mert valaki (a lap) erőt fejt ki rá, márpedig Newton III. törvénye szerint ilyenkor a fény is ugyanekkora, de ellentétes irányú erővel kell hogy hasson a lapra. Tehát a fényes, tükröző lap 2‑szer akkora lendületváltozást szenved el, mint a mattfekete. Ez alapján (pusztán a fény által a lapoknak átadott lendületeket vizsgálva) a fénymalomnak úgy kellene forognia, hogy a fényes lapok távolodjanak a fényforrástól, de hát látjuk, hogy nem ezt teszik.
Ha jobban belegondolunk, a mattfekete lap, miután elnyelte a fényt, felmelegszik, így az általa kibocsátott hőmérsékleti sugárzás (ami a láthatatlan infravörös tartományba tartozik) intenzívebbé válik. A kisugárzott teljesítmény a Stefan-Boltzmann-törvény alapján
$$P=\sigma T^4\cdot A$$
ahol $\sigma$ egy sugárzási állandó, $T$ a test kelvin-ben mért hőmérséklete, $A$ pedig a sugárzó lapka felülete. Akkor mindegy, hogy a sík lapka elnyeli vagy visszaveri a fényt? Nem, mert a kísérletben a lapkára merőlegesen beérkező fény a síkra merőlegesen is verődik vissza, míg a mattfekete lap által kibocsátott hőmérsékleti sugárzás nemcsak merőlegesen hagyja el a felületet, hanem minden irányban. Ezért az általa "elszállított" lendületnek csak egy része esik a merőleges irányba (az érintő rányú lendületkomponensek egymást kioltják). Ezért végső soron ugyan a mattfekete lap is "visszaküldi" a beérkező sugárzást (infravörös) fotonok formájában, de merőleges irányban kevesebb lendületet visznek el a róla eltávozó fotonok, így kisebb "hátralökődést" szenved el, mint a csillogós lapka. De most ugyanott tartunk, hogy ez alapján a fényes lapkának kellene távolodnia a fényforrástól, csak hát nem ezt látjuk.
Mi lehet a kiút?
Talán hiba van az iménti gondolatmenetünkben? Nincsen, az rendben van. A magyarázat az, hogy van egy olyan effektus, amit eddig nem vettünk figyelembe, és az erősebb, mint az imént tárgyalt "a fotonok lendületet hoznak-visznek" effektus. A fénymalom üvegbúrája vákuumszivattyúval "le van szívva", hogy a forgó lapátokra ható légellenállás kicsi legyen, annak érdekében, hogy jól be tudjon pörögni a fényben (emiatt van az is, hogy tűállványra függesztik, hogy a felfüggesztésnél kicsi legyen a súrlódás, ne lassítsa a pürgést). De az üvegbúrában lévő vákuum nem tökéletes, vagyis a lapok körül a búrában van egy kevés (kis nyomású) levegő. Amikor a fényes lapról a fény visszaverődik, akkor a lap nem nyeli el a fény energiáját, így a lap hőmérséklete nem növekszik meg. Ezzel szemben a mattfekete lap, miközben elnyeli a fényt, energiát nyel el, emiatt a hőmérséklete megnövekszik. A mattfekete lap nagyobb hőmérséklete azzal jár, hogy a lap atomjai/molekulái nagyobb sebességgel végzik rezgőmozgásukat (hőmozgásukat) a kristályrácsban, az egyensúlyi helyük körül. Amikor a búrában lévő, szüntelenül repkedő gázmolekulák nekiütköznek egy lapnak, akkor a lap ottani atomja/molekulája a saját rezgési sebessége miatt valamekkora "pofont ad" a gázmolekulának. A nagyobb hőmérsékletű lap (az intenzívebben rezgő részecskéi miatt) nagyobb pofont ad a nekiütköző gázmolekulának, vagyis nagyobb lendületet ad át neki. Newton III. törvénye alapján ő is pont ekkora nagy pofont kap a gázmolekulától, vagyis a melegebb lap jobban hátralökődik, mint a hidegebb lap. Ez az effektus erősebb, mint a koábban tárgyalt "a fény lendületet ad át a lapnak jelenség", így ez utóbbi fog dominálni, ez határozza meg a forgás irányát.
Ha egy komoly vákuumgépben szinte teljesen eltüntetnénk a fénymalom körüli gázmolekulákat, akkor a fénymalom a szokásoshoz képest ellentétes irányba forogna, már ha a fény pici lendülete egyáltalán képes lenne forgásba hozni a tűállványnál ébredő súrlódás ellenében a szerkezetet.
Mellesleg nem is tökéletes a fénymalom elnevezés, hiszen a fénymalom nemcsak látható fénytől jön forgásba, hanem a láthatatlan infravörös sugaraktól is, hiszen azok is elnyelődnek, és felmelegítik a lapok fekete oldalát. Nem is olyan hülyeség radiométernek, sugárzásmérőnek hívni.