Nei riguardi della diatriba che ha portato alla scissione del gruppo Scholars For 911 Truth in due movimenti dal nome similare, basati su teorie incompatibili (teoria della demolizione controllata con uso di bombe nucleari e con l'uso della termite, vedi link) uno dei metodi paventati per discernere quanto avvenuto quel giorno è l'analisi della radiazione emessa dal metallo fuoriuscito dal WTC2.
Per fare questo bisogna fare un piccolo ma proficuo ripasso delle leggi che regolano le radiazioni dello spettro.
Visitando Google Video o YouTube possiamo vedere come vi siano molti video amatoriali di persone che hanno lavorato con l'alluminio fuso (temperature non indicate) ottenendo sia radiazioni di colore rosso sia radiazioni grigio lucente (ovviamente si presume la bontà dei dati inseriti nel video):
Trovo interesssanti soprattutto questi, in quanto si può notare in parte lo scolorimento dell'alluminio dovuto al raffreddamento:
Nel confronto con questo video si può inoltre notare un altro dato, ovvero il contenitore riscaldato che contiene l'alluminio.
Anche in questo caso manca un dato significativo, ovvero di che metallo si tratti. Tuttavia la mancanza di una radiazione luminosa in uno dei due casi lascia intendere che i metalli nel/del contenitore si trovano a temperature assai diverse. Le radiazioni luminose emesse dal metallo fuso vanno dal giallo acceso al grigio chiaro tipico dell'alluminio con un tenue rosso sbiadito di intermezzo.
Premetto che la scienza che studia il comportamento radiativo nei corpi (illuminotecnica e cromatografia) è poco sviluppata nell'ambito cromatografico di previsione delle radiazioni emesse da un corpo reale sottoposto ad un certo ambiente e temperatura.
Infatti la riproducibilità di tali condizioni a basse e medio alte temperature è assai facile tanto quanto migliore è la resa di strumenti di misura della temperatura indiretta basati su altri concetti fisici.
Campi paralleli più sviluppati si hanno per le altissime temperature nello studio delle radiazioni luminose prodotte dai corpi stellari e in applicazioni di rendering di ambienti simulato (programmi che simulano ambienti senza dover passare per gli integrali ed il loro calcolo).
Riassumendo per punti:
1) La luce è descrivibile con la legge di Planck, in cui al variare della lunghezza d'onda della radiazione che entra in un corpo nero si ha un determinato comportamento energetico del corpo nero con modificazione della sua temperatura.
(sono indicate due formulazioni)In condizioni di equilibrio, assorbimento ed emissione sono identici, quindi la legge descrive anche le radiazioni che un corpo è in grado di emettere se sottoposto ad una certa temperatura.
Nel caso il corpo nero sia immerso in un ambiente a temperatura differente, il sistema non è in equilibrio, quindi assorbimento ed emissione di radiazioni potrebbero differire, anche se di poco.
2) Un corpo che assorbe tutte le radiazioni incidenti è un corpo nero (costante di assorbimento pari a 1, costante di riflessione e di trasmittanza nulle). Un corpo che assorbe solo parte delle radiazioni incidenti è un corpo grigio; vale la legge di Prevost.
Si può ben capire che un metallo non ha trasmittanza, quindi dato l'assorbimento/emissione, si ha la costante di riflessione (un corpo completamente riflessivo rispetto ad una radiazione elettromaghetica è un corpo bianco che riflette la luce bianca del sole o gialla di una lampada).Un corpo reale come l'alluminio possiede un coefficiente di assorbimento/emissione variabile con molte caratteristiche: la temperatura, la lunghezza d'onda (l'alluminio, essendo di aspetto grigio, tende a riflettere egualmente rispetto ai colori base), la condizione della superficie del materiale (opaca, lucida...), la legge di Lambert.
In altre parole, alla funzione di Planck si sovrappone per moltiplicazione un ulteriore coefficiente, capace di descrivere il comportamento emissivo dell'oggetto variando la forma della curva all'aumentare della temperatura, accentuando picchi in corrispondenza di determinati valori di emissione luminosa (in questo modo possono essere definiti colori diversi alla stessa temperatura con diverse sostanze).
Si pensi, per esempio, ad un oggetto che di riflesso alla luce solare bianca appare come blu.
La radiazione bianca è data dalla mescolanza di blu, verde e rosso, il primo completamente riflesso e gli altri due assorbiti dal corpo.
Per comprendere il comportamento di un materiale al variare della temperatura ci si deve basare sulle indagini cromatografiche, che permettono di determinare il comportamento del coefficiente di emissione al variare di temperatura e lunghezza d'onda.
Dell'alluminio esistono pochissimi dati riguardanti indagini cromatografiche: a malapena qualche tabella indicante a qualche temperatura la costante di assorbimento/emissione, senza possibilità di prevedere in modo preciso il comportamento che ha fuori dai valori indicati.
Scaglioni indica questi valori
(520K = 247°C 900K = 627°C)
3) A complicare ulteriormente lo studio interviene la legge di Lambert. Questa legge indica come si comporti una superficie di un materiale ad una data radiazione luminosa riflessa o emessa.
Alcuni metalli, come l'alluminio, non inviano in tutte le direzioni la medesima intensità luminosa, ma variano al variare dell'angolo di emissione rispetto la normale della superficie (per questo si costruiscono dei solidi fotometrici o sezioni di solido a cui si associano direzioni e quantità luminose definendo lo steradiante, angolo solido).
Detto questo, si può ben capire che per studiare il problema posto da Steven Jones e Judy Wood nei riguardi delle emissioni dell'alluminio al variare della temperatura bisogna in primo luogo immaginare il metallo fuso in ambiente diurno, con una radiazione incidente del sole a cui si sovrappone un comportamento emissivo dato dal corpo caldo.
Le due radiazioni, sovrapponendosi, definiscono al variare della temperatura del corpo la radiazione visibile (si immagini di prendere due curve di Planck, una riferita al Sole e l'altra con temperatura variabile dell'alluminio con un corretto coefficiente di emissione al variare della temperatura e dell'assorbimento).
A tal riguardo bisogna fissare qualche altro concetto.
4) Il sole è una sorgente situata fuori dall'atmosfera terrestre, costituita da un corpo che emette una luce bianca alla temperatura di circa 5507°C (5780K). La luce emessa, che giunge fino a noi dopo aver subito il passaggio attraverso lo spazio (scarsa dispersione), fenomeni di riflessione, assorbimento e trasmittanza nell'atmosfera terrestre, fenomeni di dispersione per l'ozono, il pulviscolo contenuto nell'aria e la presenza di gas come l'azoto diluito nell'atmosfera, subisce una riduzione di intensità da tenere in considerazione.
Tuttavia il calcolo della riduzione in modo corretto non è semplice: basti pensare agli studi sul surriscaldamento del pianeta o agli studi sui pannelli fotovoltaici.
La radiazione che giunge a terra è strettamente dipendente dall'angolo di incidenza, dalle condizioni dell'atmosfera (maggiore o minore densità dell'aria), dall' alta o bassa pressione (UR umidità dell'aria), dai gas dispersi, dal pulviscolo e dallo spessore dello strato d'ozono, eccetera.
(tratto da miniwatt.it in un PDF riferito ai pannelli solari)La radiazione varia con l'ora del giorno e la nuvolosità del cielo, raggiungendo picchi di 900-1200W su metro quadro per l'Italia.
La radiazione diffusa si attesta attorno ai 200-300 W su metro quadro.
Anche in questo punto il calcolo preciso risulta difficoltoso, tuttavia data la temperatura di emissione o da testo universitario la potenza emessa dalla superficie (P=3.77*10^26W) ed il raggio del sole (R=6.96*10^8m), si può calcolare in modo molto approssimativo, utilizzando la legge di Stefan-Boltzmann, un fattore medio correttivo alla radiazione ("molto approssimativo", poiché lo si pone costante rispetto alla lunghezza d'onda quando studi complessi indicano che gas diverse assorbono radiazioni diverse).
Il grado d'ombra in cui è inserito l'oggetto indicherebbe poi quanta parte della radiazione solare diretta riflessa o diffusa colpisce il materiale.
5) Una volta ottenuta la curva data dalla sovrapposizione della radiazione solare diretta o diffusa che illumina l'oggetto e dalla radiazione termica emessa, si può passare alla stima del colore.Per comprendere come sia possibile percepire i colori da intensità di energia a varie lunghezze d'onda si può pensare ai milioni di recettori posti nell'occhio come ai pixel di una qualsiasi televisione.
Lo schermo della televisione è diviso in N pixel (in genere n pixel per pollice) che definiscono la risoluzione; ogni pixel emette un determinato colore.
Supponendo di lavorare con soli tre colori base, si può comprendere come per creare uno schermo bianco basti inserire omogeneamente nello schermo un'eguale quantità di pixel di ognuno dei colori base (N/3 per ogni colore).
Per ottenere uno schermo nero, non illuminare nessun pixel. Per ottenere un grigio, secondo una scala di intensità, un certo numero di pixel illuminati dai colori base e parte di pixel spenti.
Sulla base di questo semplice concetto, abbiamo una tavola dei colori ottenibili con tre colori base che indica i colori puri e le mescolanze di questi: il diagramma di cromaticità.
Nella funzione di Planck, i tre colori base sono rappresentati da intervalli di lunghezza d'onda fra l'estremo d 380 nm e 740 nm (molti testi differiscono nella definizione degli estremi di poche decine di nanometri).Quindi la quantità di potere emissivo specifico sotteso secondo la funzione di Planck per ogni singola lunghezza d'onda definisce per ciascuno di questi intervalli la presenza del colore nei recettori dell'occhio.
Il colore finale del corpo è definibile con tre colori base X ,Y, Z, in cui si soppesa la presenza di ogni singolo sulla base dell'intensità totale della radiazione luminosa (X, Y, Z).
Due di questi colori sono liberi e definiscono il massimo di concentrazione di tutti e tre i colori sulla base del piano secante X+Y+Z=1, dato X e Y si calcola Z (link).
A questi colori si associa un'altra grandezza che indica il livello di bianco presente nel colore (link).
Nell'immagine del diagramma di cromaticità si può notare come le mescolanze di colori siano basate sulla presenza in concentrazioni diverse dei tre colori base e senza un riferimento all'intensità luminosa; in altre parole, si ottiene il bianco come mescolanza di tonalità (0.33, 0.33, 0.33 per ogni colore base), ma non la scala dei grigi.
A tal riguardo, definito il massimo di concentrazione sulla base del calcolo per parti della funzione di Planck al variare della lunghezza d'onda nei tre campi dei colori di base e due rapporti fra il massimo di concentrazione e gli altri due colori presenti, si deve stimare un'ulteriore caratteristica che definisce in che posizione si trovi il massimo nei riguardi dell'intensità luminosa globale.
Il colore viene espresso in vari modi più o meno completi nei programmi di disegno. In casi semplici viene definito con i tre colori base ed una scala da 0 a 255, dove per 255 si ha il massimo nella scala di bianco e per 0 il minimo.
Per esempio, se i due rapporti con il massimo di concentrazione di uno dei colori base sono prossimi a 1 (il caso di 0.33, 0.33, 0.33 nel diagramma di cromaticità) ed il massimo viene situato per intensità luminosa a 255, si ottiene il colore bianco, poiché per rapporti anche gli altri colori base sono nell'intorno di 255. Se situato nell'intorno di 128 per i rapporti unitari si ottiene un grigio medio, eccetera.
Se per esempio il colore rosso domina sugli altri due, può comunque essere un rosso vivido con il massimo di scala di bianchi o appena percettibile dal colore nero.
In questo campo l'illuminotecnica viene in parte meno, visto che non esiste una relazione precisa che leghi l'intensità luminosa ad una scala di valori finita.
Il sito hyperphysics.phy-astr.gsu.edu dice che il livello di bianco percepito non è una funzione lineare ed esperimenti psicofisici indicano sia una funzione logaritmica legata al flusso luminoso.
Le applicazioni pratiche prevedono, più che l'ottenimento di una relazione teorica o pratica per stimare il livello di bianco dalla funzione di Planck in studi di spettro, un sistema di confronto con eguali sorgenti luminose artificiali.Infatti una scala logaritmica diviene difficile normalizzare in un intervallo di valori finiti (0-255) con cui esprimere la varianza fra gli estremi (bianco e nero). Utilizzando la scala logaritmica del flusso si ha la mancata normalizzazione, quindi per alti valori di temperatura si eccede la scala di 255.
Un modo a cui avevo pensato di associare l'intensità luminosa era basato sulla differenza di emissione integrale (o potere emissivo integrale calcolato con la legge di Stefan-Boltzmann) rispetto una sorgente a 500°K (un polinomio con potenza quarta è facilmente normalizzabile).
Tuttavia, per quanto rispecchi i valori ottenuti in questo applet java dedicato ai corpi neri, non è costruito su solide basi scientifiche.
In tal modo si possono costruire delle tavole in cui si stima al variare della temperatura il colore emesso dal corpo.
Posto un coefficiente di emissione costante con la lunghezza d'onda e con la temperatura pari a 0.06 anche per 933K (660°C, punto di fusione dell'alluminio), ed inserendo gli altri dati utili a descrivere la radiazione solare, si ottiene
e per 1273K (1000°C)
1473K (1200°C)
Si può quindi notare come la radiazione solare riflessa sia, per un corpo a coefficiente di emissione 0.06, preponderante rispetto alla radiazione termica e la variazione di concentrazione nel campo del colore rosso si manifesti a 1473K in piccola parte (probabilmente con un tenue colore rosso sbiadito).
La quantità di approssimazioni eseguite e la loro importanza lasciano comunque presumere che vi sia un grosso errore nella stima compiuta e quindi un basso grado di affidabilità nella previsione (cioè poca sicurezza nell'affermare con certezza che a 1000°C l'alluminio non presenta un colore rosso, ma comincia a presentarlo a 1200°C).
E' utile notare anche come aumentando il coefficiente di emissione cambino i rapporti fra le radiazioni emessa e riflessa.
Coefficiente di emissione 0.25 e T 1273K
Coefficiente di emissione 0.5 e T 1273K
Coefficiente di emissione 0.75 e T 1273K
Coefficiente di emissione 0.95 e T 1273K
Appare inoltre ovvio far notare che per eseguire un accurato studio della radiazione emessa al variare della temperatura da parte di un corpo inserito nella luce solare serve una serie di dati alquanto accurati basati su apposite cromatografie.
Tuttavia la cromatografia consiste nel ricreare in laboratorio le condizioni per cui si valuti la variazione del coefficiente di assorbimento al variare della lunghezza d'onda e della temperatura, indicando i valori di progetto applicati e non solo i risultati ottenuti.
Sulla base di queste spiegazioni possono essere eseguite altre considerazioni nei riguardi dei dati disponibili l'11 settembre.
Fiat lux - molten metal dal WTC2
Fiat lux - diatriba Jones Wood - 3
Fiat lux - Torre Windsor e World Trade Center - 4
Fiat lux - La termografia di Carol Ciminiego - 5
Post scriptum
Judy Wood indica questo sito per stabilire l'andamento del coefficiente di emissione dell'alluminio utilizzato per lo specchio di un telescopio.
Si può notare qualche piccola variazione nella curva rappresentante il coefficiente di emissione fra i diversi valori di lunghezza d'onda contro l'assunzione di considerare la lunghezza d'onda costante precedentemente fatta.
Se si ripensa alle considerazioni riguardo ai colori grigi ed alla equa composizione di colori di base, si può capire la variazione del coefficiente di emissione al variare della lunghezza d'onda, notando che la curva di Planck non è piatta nell'intervallo dello spettro visibile.INDICE
2 commenti:
Una precisazione, visto che speso sfugge a chi non conosce la fisica: un cosiddetto "corpo nero", non è affatto detto che appaia di colore nero, come si potrebbe superficialmente pensare.
Un corpo nero assorbe praticamente tutte le radiazioni che lo colpiscono, senza rifletterne nessuna: ma ciò non significa che dopo averle assorbite non le riemetta o non ne possa emettere di proprie.
Ad esempio le stelle si possono considerare a tutti gli effetti come "corpi neri" (no, per dire).
Si un corpo nero assorbe tutte le radiazioni e viene descritto anche come emittente, il che lega l'emissione e il colore percepito alla temperatura del corpo.
Tuttavia per la legge di Prevost perde le caratteristiche di riflessione e trasmittanza (non so se esistono materiali che infrangono tale legge).
Ne deriva quindi un aspetto visivo legato alla sole emissione o meglio alla temperatura.
Il sole non a caso ha una temperatura della superficie assai elevata ^_^
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