Riflessione e rifrazione della luce

Circa il 71% della superficie terrestre è costituito da acqua, questa è una superficie trasparente, il fotone di luce quando entra a contatto con questo strato d'acqua continua a muoversi al suo interno. La radiazione si dice rifratta, se il corpo con cui entra in contatto il fotone non è trasparente, esso ci batte contro e l'energia viene assorbita/riflessa dal corpo stesso. L'energia che viene riflessa ci consente di vedere gli oggetti e soprattutto di dare i colori a questi oggetti; il colore infatti è determinato dalla lunghezza d'onda nel visibile che viene riemessa. L'erba ad esempio riflette una lunghezza d'onda che nello spettro del visibile corrisponde al verde. L'energia elettromagnetica in uscita è spostata sulla banda del verde ed è per questo che noi la vediamo di quel colore. Se togliamo la luce togliamo anche i colori.

Quindi un corpo assorbe l'energia della luce che colpisce la superficie terrestre e viene rimesso con una lunghezza d'onda che viene interpretata dai nostri occhi con un colore in base al suo valore.

I colori chiari tendono a riflettere di più la luce, mentre quelli scuri tendono ad assorbire, riflettendo meno e scaldando di più. Questo fenomeno è analogo in acqua. Quando un fotone colpisce l'acqua continua il suo moto e va avanti fino a quando non batte contro qualcosa. Innanzitutto batte continuamente contro le molecole d'acqua le mette in agitazione aumentandone in questo modo la temperatura. Disciolti in acqua però ci sono altri componenti come i sali, battendo contro queste sostanze, il fotone perde energia. Se l'acqua è limpida il fotone riesce ad andare più in profondità rispetto a quando è torbida; ad una certa profondità comunque i fotoni non arrivano, perché esauriscono la loro energia prima ancora di raggiungere il fondo.

L'energia irraggiata dal sole, di cui una frazione sarà quella del visibile viene in parte rifratta da nuvole e vapore acqueo, invece parte di questa radiazione viene rimbalzata indietro mantenendo comunque la stessa lunghezza d'onda, questo fenomeno viene definito albedo.

La luce riflessa dipende dal grado di incidenza e dal colore dell'oggetto riflettente. La terra è tonda, quindi i raggi solari avranno raggi di incidenza diversi così come degli effetti diversi. Abbiamo diverse zone che riflettono più che altre. Se guardiamo il nostro sistema terrestre, notiamo una fascia verde all'equatore, che indica presenza di tanta vegetazione e tanta materia vivente, poiché è tanta l'energia non riflessa che arriva. La Terra infatti riceve il flusso di fotoni attraverso raggi paralleli, dato che il sole è molto lontano. In certe zone l'angolo di incidenza è pressoché nullo, in altre aumenta. Se nell'equatore i raggi arrivano perpendicolarmente, un quantitativo elevato di energia colpirà una zona tutto sommato limitata, ma se lo stesso livello di energia va ad incidere in modo non perpendicolare su un territorio più ampio. Lo stesso quantitativo di energia è dunque diffuso in un area più grande, allontanandoci dall'equatore e quindi ci saranno anche temperature più basse.

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