CHE COSA FAR NOTARE

Il foglietto serve per capire di che "tipo" è il calore che si sente: l’aria sfugge dall’apertura superiore mentre sostanzialmente non si muove davanti all’imboccatura.

Il vetro non fa più sentire il calore del fornello mentre normalmente sentiamo il caldo del sole attraverso i vetri di una finestra

E' molto importante che lo sperimentatore non faccia ricorso a esperienze pregresse, ma riferisca ciò che percepisce esattamente in quel momento. Questo è infatti un caso tipico dove l'esperienza quotidiana, non sufficientemente rielaborata, può rappresentare un ostacolo alla interpretazione dei dati.

   CHE COSA SUCCEDE

Il calore che sentiamo all’imboccatura è dato dagli infrarossi emessi dal fornello mentre il calore che percepiamo sopra l'apertura superiore è determinato dall'aria che si riscalda.

Gli infrarossi sono una radiazione elettromagnetica, “parenti” della luce: per questo possiamo dirigere il calore a lato della scatola con uno specchio metallico. La giusta posizione dello specchio si raggiunge quando chi sta a fianco della scatola vede il fornello nello specchio.

II vetro è quasi completamente trasparente alla luce: la luce lo attraversa con una attenuazione minima.

Lo stesso avviene per gli infrarossi vicini al rosso, gli infrarossi di piccola lunghezza d'onda (IR "corti") che abbondano nella radiazione solare: per questo sentiamo la vampa calda del sole anche attraverso una finestra chiusa. Sorgenti molto calde, con temperatura di qualche migliaio di gradi, emettono prevalentemente infrarossi corti (oltre alla luce). Anche il filamento di una lampadina emette infrarossi corti che riescono a superare il vetro del bulbo.

Diversa è la situazione per gli infrarossi di maggiore lunghezza d'onda (IR "lunghi"), emessi dai corpi che hanno temperature di qualche decina o centinaio di gradi. Per questa radiazione il vetro è quasi completamente opaco e li assorbe.

La pelle non distingue gli infrarossi corti da quelli lunghi, ma li assorbe entrambi, dandoci una sensazione di caldo distinta solo per l’intensità.

Il vetro è praticamente trasparente agli infrarossi di lunghezza d’onda minore di 2,5 - 3 micrometri mentre è praticamente opaco agli IR di lunghezza d’onda superiore ai 3 micrometri (il nostro corpo emette con un picco a poco più di 9 micrometri).

Anche l’aria (l’atmosfera) è trasparente alla luce e opaca per buona parte degli infrarossi lunghi: alcune molecole contenute nell’aria assorbono gli infrarossi (le più efficaci sono il metano, l’anidride carbonica, il vapore acqueo). Questo è alla base dell’effetto serra, e se ne  vedrà più avanti un modello con le cassette del caldo e il forno solare.