La curiositat dels raigs de llum

1994/12/01 Bandres Unanue, Luis Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Fisika

Que més calent, blanc o negre?

Un assaig curiós i senzill és:

En un d'aquests dies assolellats en els quals la neu cobreix les nostres cases, carrers i muntanyes a l'hivern, s'agafen dos mocadors de tela de la mateixa grandària, un blanc i un altre negre, i es col·loquen sobre la neu. Després d'un parell d'hores, veurem que el mocador negre ha entrat a l'interior de la neu i que el txuri segueix exactament igual que abans. No és fàcil trobar la causa d'aquesta mena de comportaments: el mocador negre, que jupa gran part dels raigs de llum que li toquen, fon la neu que hi ha sota. En canvi, el blanc reflecteix la major part dels raigs i escalfa molt menys que el negre.

El primer que va fer aquest assaig és Benjamin Franklin, que va inventar el parallamps.

Així ho va expressar:

“A un modista li vaig llevar uns trossos de tela quadrats. Alguns eren negres, altres blaus foscos, blaus clars, verds, porpres, vermells, blancs i altres colors i naus. Un matí lluminós colocé tots aquests trossos de tela sobre la neu. Després de diverses hores, després que la part negra s'escalfés més que unes altres, es trobava tan enfonsada que els raigs de llum no arribaven fins ella; el blau fosc estava gairebé tan enfonsat com el negre; el blau clar estava molt menys i la resta de colors cada vegada més clars. Txuria es va quedar en la superfície, és a dir, no es va enfonsar res.

Per a què serveix la teoria si no tragués conclusions pràctiques? —ho propugnava ell i ho va seguir—: D'aquest assaig no es dedueix que les peces negres són més inapropiades que els txuris en ambients càlids i de gran sol? Sí, clar. Amb els negres el nostre cos s'escalfa més al sol i, a més, si fem uns moviments que ens escalfen per si mateixos, la calor serà massa gran. Els barrets d'estiu no han de ser blancs per a evitar la calor que produeix en algunes persones? És més, si les parets es pintessin de negre, no ocorrerà que la calor adobada durant el dia s'hagi emmagatzemat durant la nit, almenys a un nivell, i que no es congelin els fruits? Un observador prudent no traurà altres conclusions importants o menys importants?“

El grau d'importància d'aquestes conclusions i la practicitat dels seus usos es reflecteix en l'expedició alemanya que en 1903 va viatjar al Pol Sud en el vaixell Grauss. El vaixell va quedar atrapat en el gel i els camins que s'utilitzen per a alliberar no van servir de res. Tant els explosius com les serres van ser capaces de moure fins a un centenar o un altre metre cúbic de gel, però en cap cas van alliberar el vaixell. Llavors, els expedicionaris es van dirigir als raigs solars: des del vaixell fins al primer esquinçament en el gel, 2 km de llarg i 10 m d'ample, van llançar carbó i cendra sobre el gel formant una enorme franja negra. Era estiu i el dia era d'aquestes llums i llargues. Els raigs de llum van obtenir el que no van fer la dinamita i les serres, i el gel es derretió en l'esmentada franja, deixant el camí lliure al vaixell.

Imatgeria

Qui no ha sentit parlar d'aquest fenomen? Qui no ha llegit un acudit o un altre fenomen? Les restes del desert, escalfats pels raigs del sol, es comporten com un mirall. Perquè això ocorri, la densitat de la capa en l'aire en contacte ha de ser menor que la dels quals estan sobre ella. Llavors, qualsevol raig de llum oblic que sobresurti de qualsevol objecte allunyat, es desvia en trobar-se amb aquesta capa i, en avançar, torna a allunyar-se del sòl. Per tant, la resposta és senzilla.

Durant el fenomen, les capes d'aire no estan parades. Sense interrupció la capa més calenta va cap amunt i se substitueix per una altra més freda tocant el sòl calent, però aquesta s'escalfa ràpidament i torna a ascendir. No obstant això, en qualsevol moment la capa que està en contacte amb el paviment, encara que no sigui la mateixa, està més calent que la capa superior.

Aquest tipus de representacions és conegut des de temps immemorials. Avui dia la meteorologia es diu “imatgeria inferior” per a referir-se a la “imatgeria superior”, que apareix per l'escassa presència d'aire en les capes més altes de l'atmosfera.

Molts pensen que la imatgeria només apareix en el desert sud i en llocs més al nord és impossible. Això no és cert. Moltes vegades quan anem per la carretera de quitrà o asfalt i el dia és molt assolellat, a l'ésser el paviment negre s'escalfa molt i pot ocórrer el que hem dit abans, és a dir, a distància la carretera està mullada i que reflecteix les seves pertinences. Així que si ens fixem, qualsevol pot veure l'espejería.