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Titolo: Temperatura del cielo

Ho puntato un termometro a raggi infrarossi verso il cielo, sia durante il 
giorno che di notte.
I valori letti sono variabili, probabilmente a causa della limitata scala 
dello strumento, ma sempre largamente negativi. Cosa sta tentando di 
leggere? La radiazione di fondo?
AZ

 ha scritto nel messaggio 
news:ABOgm.48613$1s6....@twister2.libero.it...

pi� che altro secondo me la temperatura dell'atmosfera

antonio zanardo ha scritto:

No di certo :-))
Con le scarse informazioni che ho (soprattutto sulla banda in cui e'
sensibile il tuo termometro) posso tentare solo una risposta
qualitativa.
Come dovresti sapere (effetto serra) l'alta atmosfera non e'
trasparente all'infrarosso, mentre lo e' al visibile.
Ne segue che il tuo termometro riceve l'emissione infrarossa dall'alta
atmosfera. Non so di preciso da che quota, ma non c'e' da meravigliarsi
che sia piuttosto fredda rispetto al suolo.
-- 
Elio Fabri

Da quanto ho capito il termometro ad infrarossi misura la temperatura
proprio basandosi sulla curva di emissione di un corpo nero.
http://www.pce-italia.it/html/dati-tecnici-1/link/principio-funzionamiento-termometri-infrarossi.htm
Quindi se non ci fosse di mezzo l'atmosfera e con tutte le enormi
imprecisioni del caso, in un certo senso per quel poco che so, con il
termometro stai proprio cercando di misurare la radiazione di fondo.
Peccato che l'atmosfera c'e' e anche con i migliori strumenti (che
devono avere una precisione di poche parti per milione, altro che il
termomemtro preso su e-bay) e' difficile eliminare i distrurbi
dovuti,ad esempio, alla nostra galassia.
Mica per niente le misurazioni si fanno dai satelliti come il COBE o
il Planck Surveyor.  Vedi: 
http://it.wikipedia.org/wiki/Planck_Surveyor
Quindi sempre nella mia profonda ignoranza penso che in un certo senso
sia come voler misurare la distanza della luna con un normale
distanziometro laser.  In teoria stai misurando la grandezza giusta,
ma in pratica portata, sensibilita', rapporto segnale/rumore ecc. sono
infinitamente inadeguati.

 Elio Fabri
Le risposte di Inbario e di Elio Fabri, che ringrazio, sono le piu' logiche.
Avrei dovuto pensarci io stesso.
Sara' questa stessa la causa che, in certe condizioni di umidita' ma di
temperatura non proprio bassa, provoca l'appannamento delle  lastre
correttrici  dei telescopi Schmidt-Cassegrain?
La risposta spettrale del mio termometro e' 6-14�m.
La temperatura che leggo con lo strumento puntato allo zenit e' circa
di -30�C di notte, -20 di giorno ma aumenta rapidamente se la misurazione
viene fatta allontanandosi in qualsiasi direzione dallo zenit.
AZ

 dovuti,ad esempio, alla nostra galassia.
E' ovvio che non mi sogno neppure di fare misurazioni di temperature 
prossime allo 0 Kelvin con una strumentazione cosi' banale, come hai 
giustamente evidenziato tu.
Volevo solo capire se la temperatura che leggo e' quella di fondo in qualche 
modo "riscaldata" dall'atmosfera, oppure il risultato dell'interazione fra i 
due fattori oppure, infine, solo quella degli alti strati dell'atmosfera 
stessa.
Mi pare che le risposte di Inbario e di Fabri concordino su quest'ultima 
ipotesi.
Grazie comunque per il tuo intervento.
AZ 

 nero.
Vero, ma vediamo meglio che cosa questo significa.
Primo: si assume che l'emettitore sia appunto un copro nero (il che
non e' sempre vero, ma piu' o meno approssimato a seconda dei casi).
L'emissione di un corpo nero, sia come distribuzione psettrale, sia
come intensita' totale, e' ben nota da tempo.
La lunghezza d'onda alla quale si ha la massima emissione (per
intervallo di l. d'onda) e' inversamente prop. alla temperatura
dell'emettitore: questa si chiama "legge di spostamento " di Wien.
Per fare un esempio, a 300 K il massimo si ha a circa 10 microm.
Inoltre in ogni intervallo di l. d'onda, la potenza totale emessa
cresce con la temperatura, in modo noto.
Secondo: il rivelatore avra' una banda utile (Antonio Zanardo dice che
il suo rivelatore ha una banda da 6 a 14 micron).
E' percio' possibile tarare lo strumento in modo che in base alla
potenza ricevuta indichi la temperatura dell'emettitore.
Come ho gia' accennato, la bassa atmosfera assorbe poco (e quindi
emette anche poco) nell'infrarosso: ecco perche' puntando lo strumento
verso lo zenit si va a misurare la temperatura a quota elevata, che si
potrebbe calcolare in base ai dati sulla composizione atmosferica alle
varie quote, ma non me la sento di farlo e il risultato non lo
conosco, se non qualitativamente.
Non a caso avevo scritto "alta atmosfera" senza dare una quota...
Perche' inclinando lo strumento la temperatura aumenta?
Direi per questa ragione: lo strumento inclinato "vede" uno spessore
di atmosfera maggiore, per cui anche gli strati piu' bassi cominciano
ad avere un'emissione totale non trascurabile.
Maggiore potenza ricevuta, quindi maggiore temperatura indicata.
Passiamo ora alla possibilita' di misurare la radiazione di fondo.
Questa e' del tutto inesistente, perche' la sua temperatura e' molto
piu' bassa (circa 100 volte piu' bassa) quindi ha un'emissione totale
10^8 volte inferiore (T^4, legge di Stefan).
Sarebbe dunque un'aggiunta all'emissione atmosferica, sull'ottava
cifra decimale, e questo gia' basterebbe...
Ma c'e' di piu': nella banda del tuo strumento la radiazione di fondo
e' ancora inferiore, e di molto, perche' siamo molto molto lontani dal
_suo_ massimo, che sta intorno al mm.
Infine: l'esigua quantita' di radiazione di fondo non puo' comunque
attraversare l'alta atmosfera, che a quelle l. d'onda non e'
trasparente.
 
-- 
Elio Fabri

 Elio Fabri
Assodato che il termometro IR "vede" la temperatura dell'alta atmosfera e 
che questa, di notte, si aggira sui -30�C, allora anche un qualsiasi 
telescopio puntato sul cielo notturno vede la stessa bassa temperatura.
Uno strumento tipo Schmidt-Cassegrain ha l'estremita' del tubo chiuso da una 
lastra correttrice. Tale lastra si appanna con facilita' se l'aria e' umida. 
D'inverno sulla lastra si forma addirittura della brina, anche se la 
temperatura ambiente e' di alcuni gradi sopra lo zero. E' possibile che cio' 
accada proprio perche' la lastra stessa risente in qualche modo della bassa 
temperatura del cielo su cui e' puntato il telescopio?
La ringrazio per le altre esaurienti risposte.
AZ
 

A questo punto pero' mi sorge spontanea una domanda.
Per quanto ovvio che le misurazioni migliori si fanno dal satellite, a
fatica ma a quanto pare la radiazione di fondo non e' misurabile anche
da sotto l'atmosfera?
Penzias e Wilson hanno scoperto la radiazione di fondo utilizzando una
antenna a microonde terrestre. Leggo in rete che hanno eliminato tutti
i disturbi e raffreddato il ricevitore con elio liquido, ed era un
antennona da 6 metri.  Ma con l'atmosfera di mezzo.
Ravanando per la rete ho trovato anche l'articolo originale che gli e'
valso il Nobel.. 
http://articles.adsabs.harvard.edu/full/1965ApJ...142..419P

 antennona da 6 metri.  Ma con l'atmosfera di mezzo.
Se non ricordo male la lunghezza d'onda a cui osservavano era di 7,35 cm,
quindi nelle onde radio (banda SHF).
Saluti,
Aleph
-- 
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 telescopio?
Sicuramente, e del resto non c'e' mica bisogno di un telescopio...
Vicino a casa mia c'e' una strada parzialmente alberata, dove
parcheggiano le macchine.
Se ci passi la mattina d'inverno, dopo una notte serena, vedrai che
le macchine che non sono sotto gli alberi hanno la brina sul tetto, le
altre no.
 
-- 
Elio Fabri