TÍTULO DEL VIDEO: Absorción de la luz solar AUTOR/PRODUCCIÓN: España. Ministerio de Educación y Ciencia DURACIÓN: 00:00:58 GÉNERO: Ficción AÑO: DESCRIPCIÓN: El video nos muestra y relata el proceso de absorción de la luz solar en la tierra. La atmósfera terrestre es responsable de esta absorción al reflejar, primero, una pequeña parte de la luz proveniente del sol. Luego, el ozono presente en la estratosfera se encarga de absorber la radiación ultravioleta y, en seguida, el vapor de agua presente en la troposfera absorbe la radiación infrarroja. También participan de esta absorción partículas en suspensión, tales como el polvo, el polen, el humo y la contaminación. De esta forma, a la corteza terrestre llega solo un 47% de la radiación solar inicial que es absorbido por las aguas (océanos y mares), las plantas y el suelo. URL DEL VIDEO: http://www.educarchile.cl/portal.base/web/vercontenido.aspx?id=135147 SUGERENCIAS PEDAGÓGICAS El docente inicia la clase introduciendo la temática de la Absorción y reflexión de la luz. Para ello podrá utilizar el siguiente texto: Absorción y reflexión La absorción y la reflexión son dos de los procesos que sufre la radiación solar al pasar por la atmósfera, donde esta radiación es modificada como consecuencia de su interacción con los gases y las partículas suspendidas en la misma. En general, la absorción es la asimilación de una sustancia por otra. En este caso, se puede definir como el proceso por el cual la radiación solar es tomada o retenida por una sustancia y convertida en otras formas de energía, en general energía térmica. La Ley de Conservación de la Energía está implícita en esta afirmación: la convicción de que la
energía no se gana ni se pierde, sino que se transforma Fuente: http://www.repsol.com/se/eltiempo/meteorologia/lacreaciondeltiempo/absorcionyreflexion.aspx En este momento, se recomienda exhibir el video de la Absorción de la luz solar. Posteriormente podrá realizar las siguientes preguntas en torno al video: a.- Qué cantidad de energía solar es reflejada por la tierra? 28% b.- Qué cantidad de energía solar ultravioleta es absorbida por el ozono estratosférico? 3% c.- El vapor de agua de la troposfera con qué cantidad de energía solar se queda? 17 % de infrarrojos d.- qué partículas en suspensión atrapan el 5% de la energía del sol en la troposfera? Polvo, polen, etc. e.- Por fin, cuánta energía solar llega a la corteza terrestre? 47% de la inicial f.- De ella quién es capaz de aprovechar el 0,2 % con la fotosíntesis? Las plantas.
Estas preguntas pueden ser a nivel general a viva voz, o si posee acceso al laboratorio de computación, los estudiantes podrán responder las preguntas en el siguiente link: http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1eso/atmosfera/activ_video1.htm Una vez comentadas y respondidas las preguntas podrá continuar con el siguiente texto para profundizar lo visto: Estas son cifras promedio; es importante señalar que los valores pueden variar según la ubicación. Por ejemplo, en las latitudes altas, como el ángulo solar es menor, la emisión solar atraviesa una porción más ancha de la atmósfera que en las latitudes más bajas. Como consecuencia, hay más probabilidades de que el rayo sea interceptado, esparcido o reflejado en las latitudes altas que en lugares donde el Sol cae más verticalmente. En las latitudes altas, la superficie de la Tierra absorbe una cantidad menor. Nuevamente, de acuerdo a la Ley de Conservación de la Energía, la mayor parte de estas 20 unidades de energía solar absorbida por la atmósfera y las nubes se aplican al aumento de la energía cinética de las moléculas que conforman la atmósfera. Este aumento se manifiesta como calentamiento del aire. Es importante mencionar que las moléculas son absorbentes selectivos. Como resultado del pasaje de energía radiante de una fuente continua (el Sol), a través de un medio selectivamente absorbente más frío que la fuente (la atmósfera), se crea una serie de líneas y bandas de absorción que constituyen el espectro de absorción. La banda de absorción se define como un rango de longitudes de onda o frecuencias en el cual una sustancia absorbe energía radiante. Como resultado de la creación de energía calórica, la sustancia también emite su propia radiación. En general, la absorción de radiación solar por parte de sustancias en la atmósfera de la Tierra tiene como resultado temperaturas inferiores a 1.800 Celsius. Según la Ley de Wien, los cuerpos con temperaturas a este nivel o inferiores emiten su radiación en la banda de onda larga. Una gran proporción de su radiación se pierde en el espacio. La reflexión es otro proceso que modifica la radiación solar entrante en la atmósfera. La reflexión es el proceso por el cual una superficie de discontinuidad devuelve una porción de la radiación incidente al medio por el cual llegó la radiación. La luz solar es redirigida en 180 luego de incidir en una partícula atmosférica. Como establece la Ley de Snell, la energía es reflejada por una superficie con el mismo ángulo con el que inicialmente incidió sobre esa superficie. Esta redirección causa una pérdida de la radiación solar entrante del 100 %. Es muy importante tomar en cuenta la reflexión ya que cerca de un tercio de la energía del Sol es reflejada. Si no fuera por la reflexión, sería imposible ver gran parte del mundo que nos rodea, ya que los objetos opacos deben reflejar la luz para ser vistos. La discontinuidad que mencionamos cuando definimos la reflexión debe ser significativa con respecto al largo de onda de la radiación. De otro modo la energía podría ser devuelta por
medio de refracción (el proceso por el cual la insolación es redirigida hacia una nueva trayectoria luego de penetrar otro medio), en lugar de reflexión. Un ejemplo de esto es un manto estratificado de nubes donde ocurriría más refracción que reflexión. Fuente: http://www.repsol.com/se/eltiempo/meteorologia/lacreaciondeltiempo/absorcionyreflexion.aspx Finalmente los estudiantes deberán completar en su cuaderno, mediante una infografía realizada por ellos, el proceso de la absorción de la luz solar, que podrá ser evaluada con nota acumulativa si así lo desea. Ejemplo:
MATERIAL COMPLEMENTARIO SISTEMA DE ENERGÍA DE LUZ SOLAR Este recurso permite a los estudiantes ubicar los componentes de un sistema formado por un panel solar, un acumulador, reguladores de tensión y carga. http://www.educarchile.cl/portal.base/web/vercontenido.aspx?id=200173 EL SOL, GRAN ALIMENTO Entrevista al químico Julio de la Fuente sobre la relación entre luz y energía. http://www.educarchile.cl/portal.base/web/vercontenido.aspx?id=107055 NATURALEZA DE LA LUZ Los colores, la dispersión cromática y la espectroscopia, son algunos de los temas que podrás repasar en el siguiente recurso educativo. http://www.educarchile.cl/portal.base/web/vercontenido.aspx?id=133072 (SITIO) LA ENERGÍA SOLAR Página catalana que trata sobre la energía solar, la fuente de energía renovable por excelencia. http://www.educarchile.cl/portal.base/web/vercontenido.aspx?id=64524 (SITIO) USO DE LA ENERGÍA SOLAR Sitio que informa sobre el uso eficiente y productivo de la energía solar. http://www.educarchile.cl/portal.base/web/vercontenido.aspx?id=63069