La radiación solar, una vez que se aproxima o entra en la atmósfera terrestre, puede ser absorbida por los gases de la atmósfera, dispersada (reflejada) o transmitida.
La radiación solar, conocida como albedo, calienta la Tierra cuando es absorbida, lo que influye en el clima y contribuye al aumento de las temperaturas. Es posible comprender el albedo mediante experimentos y cómo afecta a la vida en la Tierra.
Contenido
Experimento albedo 1: radiación reflejada y temperatura
El objetivo de este experimento es comprender el impacto de la dispersión de los rayos solares (albedo) sobre la temperatura en la Tierra. Para ello, el experimento consistirá en comparar el aumento de temperatura de una superficie blanca y otra negra al calentarlas con luz.
Para llevar a cabo el experimento de la mejor manera posible, el equipo necesario es :
- 2 superficies metálicas planas en blanco y negro,
- Poliestireno
- Dos bombillas idénticas
- Dos termómetros
- Y un teléfono para cronometrarlo
El procedimiento del experimento es sencillo:
- Empieza pegando o colocando las dos superficies metálicas sobre el poliestireno.
- A continuación, mide la temperatura de ambas superficies.
- A continuación, registra la temperatura de ambas superficies como la temperatura en el momento 0.
- Ahora enciende ambas lámparas y dirígelas hacia una de las superficies.
- Ahora debe medir la temperatura de cada superficie cada minuto durante 5 minutos. Haz una pequeña tabla para organizar los datos con la temperatura de la superficie negra, la superficie blanca y la hora de la medición.
Ahora sólo tienes que analizar tus datos:
- ¿Qué ha ocurrido? ¿Cómo han cambiado las temperaturas?
- ¿Cambiaron las temperaturas de la misma manera entre las dos superficies?
- En caso afirmativo, o en caso negativo, ¿cómo puede explicarlo?
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Descubra nuestra selecciónAlbedo experimento 2: rayos reflejados y luz
El experimento 1 demostró que no todas las superficies aumentan su temperatura de forma idéntica cuando se exponen a una lámpara de la misma potencia. En este caso, se tratará de entender por qué determinando la influencia del color y la textura de una superficie en su capacidad para reflejar la luz.
Esta experiencia requiere :
- Cartón de diferentes colores y texturas (ondulado o plano)
- Una lámpara
- Un medidor de luz para calcular la iluminancia (algunas aplicaciones de teléfono tienen esta opción)
- Una calculadora
Para llevar a cabo este experimento, necesitas :
- Coloca un papel sobre una mesa y enciéndelo.
- Coloca el medidor de luz delante del papel para captar los rayos reflejados por el papel
- Repite este proceso para cada caja, midiendo cada vez la proporción de luz reflejada con el medidor de luz.
- Por último, mide la iluminancia de la lámpara con el luxómetro (apúntalo directamente a la lámpara). Esto te permitirá calcular el porcentaje de rayos reflejados en relación con el total de rayos suministrados por la lámpara.
Para analizar los resultados, hágase estas preguntas:
- ¿Qué texturas y colores reflejan más? ¿Los menos?
- ¿Qué influencia tiene el color en la proporción de radiación reflejada?
- ¿Qué influencia tiene la textura en la proporción de radiación reflejada?
Radiación reflejada o albedo
El albedo es un valor que caracteriza la capacidad de un elemento o sistema para reflejar o no la radiación. Por tanto, el albedo influye en la tendencia de este elemento o sistema a calentarse, ya que cuanto más refleja, menos se calienta, al captar menos radiación. El albedo se calcula del siguiente modo: A = (radiación reflejada/radiación incidente o recibida) *100.
Por tanto, un albedo de 100 % reflejará toda la luz incidente. Un albedo de 0 % absorberá toda la luz incidente. Cada elemento de la Tierra tiene un albedo diferente en función de su color y textura. Es el albedo medio de todos ellos el que dará el albedo del sistema tierra-atmósfera y nos permitirá saber así qué parte de la radiación se refleja. De media, La Tierra tiene un albedo de 30 % debido principalmente a la atmósfera.
Decir que el color afecta al albedo es tanto cierto como falso. En realidad, sí, pero el reflejo es inverso. No es el color lo que afecta directamente a la radiación, sino que es precisamente porque el elemento absorbe una parte y refleja otra por lo que lo vemos de ese color. Por un lado, de todas las radiaciones, sólo la luz visible (de ahí su nombre) se ve en una gama de longitudes de onda de aproximadamente 400 nm a 800 nm. Un elemento absorbe y refleja (o dispersa) una determinada gama de longitudes de onda. En este sentido, por ejemplo, es porque un objeto sólo refleja el rojo, y absorbe todo lo demás, por lo que se ve como rojo. Un cuerpo negro perfecto lo absorbe todo y un cuerpo blanco perfecto lo refleja todo. Por tanto, en función de los rangos de longitudes de onda absorbidas y reflejadas, un cuerpo tendrá un albedo más o menos intenso y un calentamiento más o menos fuerte.
Por lo tanto, en el experimento 1, parte de la radiación luminosa es absorbida por las placas en forma de energía térmica. El aumento de temperatura es más rápido y mayor en la placa negra que en la blanca, porque la superficie blanca refleja más luz, mientras que la negra la absorbe más.
Por último, aquí tienes algunos valores de albedo para comparar tus resultados del Experimento 2:
- Color negro: 0 % ;
- Bosque: 5 a 10 % ;
- Hormigón: 17 a 27 % ;
- Hielo: 30 a 50 % ;
- Nieve fresca: 80 a 90 % ;
- Espejo perfecto: 100 %.