Re: Temperatura di colore della luce solare ed angolo di elevazione del Sole rispetto all'orizzonte

From: Tommaso Russo, Trieste <trusso_at_tin.it>
Date: Sat, 09 Oct 2010 00:30:06 +0200

XCOPY ha scritto:

> In base a quanto detto sopra, sempre ferme restando tutte le approssimazioni
> del caso, sostituirei l'ultima riga con
> 68� 5500 K

Nobbuono. Interpolando con una spline si ottiene una curva con un
massimo a 42�, certamente non fisicamente interpretabile:
http://trusso.freeshell.org/TempCal/tempcal2.png
segno evidenteme che i punti non appartengono ad una stessa curva
derivabile da leggi fisiche.

(BTW, perche' non giochi un po' con gnuplot? E' free, libre, open source
software, e' gratis e funziona benissimo su Linux, Windows e Mac. I file
che gli ho dato in pasto sono questi:

tempcal
1 1850
3 2100
4 2400
6 2900
9 3500
30 5500

tempcal2
1 1850
3 2100
4 2400
6 2900
9 3500
68 5500

e i comandi questi:

> set xrange [0:70]
> set yrange [1000:7000]
> plot "tempcal" with points, "tempcal" smooth csplines,\
> "tempcal2" with points, "tempcal2" smooth csplines

end BTW)

Potrei tentare con un'interpolazione ai minimi quadrati, ma avrei
bisogno almeno della forma della funzione di cui stimare i parametri che
danno il best fit. Penso sia meglio a questo punto cercare di trovare
dei dati piu' affidabili: temo che i numeri che si trovano su questi
blog e pagine Wiki siano tramandati per tradizione orale da esperimenti
di cui si sono persi i dettagli, per cui non sono fra loro
confrontabili. Ad esempio, in questa pagina
http://www.euroled.it/i_led.html
si trova la seguente frase:

- Luce estiva (sole e cielo) 6500 K

Mi pare ovvio che, piuttosto che la temperatura di colore "della luce
diretta del sole" (che potresti misurare solo mettendoti in una camera
oscura, facendo filtrare dalle tapparelle un raggio di sole ed esponendo
*alla sua luce* le superfici campione), per un fotografo sia molto piu'
indicativa la luce che colpisce un soggetto *da qualsiasi parte
provenga*, quindi sole e anche cielo azzurro. Che la temperatura di
colore di questo mix sia superiore a quella della luce solare misurata
in orbita o sulla Luna (5780 K) non deve stupire, vedi sotto.

> S�, comunque 6000 K � un valore molto vicino. In realt�, per�, il valore
> dovrebbe essere lievemente inferiore perch�, la temperatura effettiva
> della superficie del Sole � 5780 K
...
> Nell'ipotesi (di cui non sono sicuro) che per la superficie di una stella la
> temperatura di colore e quella effettiva coincidano (anzi lo chiedo:
> coincidono?)

Bella domanda! La risposta sarebbe "si'", *se* la superficie delle
stelle fosse ben definita. Ma in realta' gli strati esterni delle stelle
sono trasparenti, e la loro temperatura decresce rapidamente
all'aumentare del raggio, per cui la radiazione che vedi e' una somma di
emissioni di corpi neri a temperature diverse, cui si sovrappongono
fenomeni di assorbimento ed emissione secondaria degli strati esterni. E
neache costanti nel tempo, vedi "macchie solari".

Insomma, la temperatura "superficiale" di una stella si considera quella
del corpo nero il cui spettro meglio approssima quello della stella :-)

> considerando
> che l'attraversamento dell'atmosfera terrestre, con conseguente assorbimento
> delle frequenze pi� elevate, non pu� che ridurre il valore, si dovrebbe avere per
> forza un risultato < 5780 K.

Non e' detto: tu assumi implicitamente che l'atmosfera indebolisca
prevalentemente la luce a frequenza maggiore (o lunghezza d'onda
minore). Il che puo' anche essere vero per lo scattering di Releygh, ma
non so se sia vero per tutti i fenomeni di assorbimento e deflessione.
Anche in questo caso, pero', se tu non misuri la temperatura della luce
diretta del sole, ma della luce che colpisce un soggetto, in realta'
stai misurando anche la radiazione azzurra che proviene da tutto il
cielo circostante, illuminata dal Sole sotto un angolo solido molto
maggiore di quello della sua luce diretta. Il risultato e' una
prevalenza delle frequenze alte, e quindi una temperatura superiore.

Ripeto, bisogna ottenere dei dati piu' omogenei: capire esattamente cosa
vuol dire "alba" e "tramonto" per un fotografo, e capire se le
temperature di colore riportate sono quelle della luce diretta del sole
o della luce totale che colpisce il soggetto. Le due temperature sono
molto simili all'alba e al tramonto, quando il resto del cielo e' buio,
ma molto diverse in pieno giorno, ed io ho il sospetto che alcune delle
misure che si trovano in giro riportano l'una, altre l'altra.

>> ...ho l'impressione che a parita' di elevazione solare al
>> pomeriggio la luce sia piu' "calda" (ossia che la temperatura di colore
>> sia inferiore :-))
> Non sei l'unico a pensarlo: ho trovato questo vecchio thread
> http://groups.google.it/group/it.scienza.fisica/browse_frm/thread/96c5129c1de42f7e?hl=it&tvc=1

Grazie, ho visto che ne hanno trattato parecchi amici :-)

> S�, hai proprio ragione, dovrei comprare un termocolorimetro
elettronico.

Ma sei ironico, o esistono davvero, e a costi accessibili?

> Magari, se
> riuscissi a procurami anche un sestante

Un sestante in plastica costa poche decine di euro, ed uno senza lenti,
per uso didattico (ma che per il Sole e' piu' che sufficiente) 8 euro.

Il problema e' che di un sestante te ne faresti poco: per misurare
l'altezza del Sole con un sestante devi poter osservare anche
l'orizzonte sottostante, e se non sei in alto mare e' molto piu'
difficile di quanto possa sembrare (pensa di essere in citta', o
circondato da un bosco, o in montagna :-)

Quello che ti serve e' un goniometro di quelli che si acquistano in
cartoleria per 1 euro, con un filo a piombo e un traguardo solare. Nota:
filo a piombo = filo da cucire fissato al centro del goniometro + un
bullone; traguardo solare = uno spillo da cucito fissato sul lato dritto
del goniometro e un pezzetto di carta, fissato sullo stesso lato, con un
segno a matita alla stessa altezza della capocchia dello spillo. Quando
l'ombra della capocchia si trova sul segno, leggi l'angolo fra il filo e
i 90� del goniometro.

> P.S. Ho trovato per caso questa pagina
> http://www.crabnebula.it/rc/colore_pianeti_stelle.htm
> dove � riportata la seguente formula:
> T_c = -770 + 8800/(0.82+B-V)
> dove T_c � la temperatura di colore di una stella espressa in K, quando essa
> � osservata da una localit� al livello del mare, ad una altezza di 45�
> sull'orizzonte in aria secca, mentre (fammi copiare-incollare bene :-))
> B-V � l'indice di colore della stella, cio� la differenza di magnitudine nel
> sistema U,B,V di Morgan e Johnson.

Qui siamo sul *molto* convenzionale, e *molto* tecnico, praticamente
gergale... :-(

Ho provato a leggere questi:
http://en.wikipedia.org/wiki/UBV_photometric_system
http://en.wikipedia.org/wiki/B-V_color

come si fa la misura e' chiaro, e la correlazione *qualitativa* della
misura con la temperatura stellare anche, ma quella quantitativa
riportata nel tuo link proprio no...

-- 
TRu-TS
Buon vento e cieli sereni
Received on Sat Oct 09 2010 - 00:30:06 CEST

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