La rifrazione sulla Terra piatta

Abbiamo già parlato della curvatura della Terra e di come questa non sia rilevabile o misurabile. Dalla Liguria risulta infatti visibile la Corsica e, alcuni dicono, perfino l’isola d’Elba in giornate particolarmente serene.

Corsica fotografata da Mentone

Se si considera il dato puramente geometrico questo non dovrebbe essere possibile considerando le formule che abbiamo già trattato. L’obiezione che viene fatta a questa considerazione è che la rifrazione sia tale da consentire di vedere oltre la curvatura. Facciamo quindi un’analisi per vedere se questo potrebbe essere vero.

Vediamo cosa è la rifrazione. Si tratta di una deviazione che subisce un raggio luminoso passando da una sostanza avente una certa densità ad una con una densità diversa. Il parametro fondamentale dipende in parte dalla densità e si chiama indice di rifrazione che dà una misura di quanto veloce si muove la luce nel mezzo considerato.

Il fenomeno di deviazione del raggio luminoso che viene deviato passando da una sostanza con indice di rifrazione n1 ad una con indice n2 viene descritto dalla legge di Snell:

dove ϑ1 e ϑ2 sono gli angoli indicati in figura.

Come si può vedere la rifrazione non devia verso il basso il raggio luminoso. La legge di Snell dimostra che l’angolo di incidenza con la superficie viene ridotto.

Proviamo ad applicare queste considerazioni alla nostra situazione della Corsica che può essere vista da Mentone. Dai nostri calcoli l’intera Corsica dovrebbe rimanere sotto la Curvatura, ma supponiamo che la luce che arriva dalla costa dell’isola venga rifratta più volte. Potrà arrivare all’osservatore questa luce che porta l’immagine dell’isola? In realtà no perchè ogni volta che il raggio viene rifratto è vero che viene leggermente abbassato ma non ritorna mai nello strato di aria inferiore. Se un raggio di luce si trova dunque in partenza ad una altezza di 500m sul livello del mare, non sarà la rifrazione a portarlo ai 10 metri di altezza cui si trova l’osservatore a Mentone.

Potrebbe essere qualche altro fenomeno? In realtà sì. Potrebbe essere un fenomeno di riflessione.

La luce viene cioè riflessa con angolo incidente praticamente uguale e riportato verso il basso. Affinché il raggio luminoso percorra lunghe distanze e sia visibile si deve trattare di riflessione totale e non parziale, cioè deve mancare del tutto la rifrazione e tutto il raggio luminoso deve essere riflesso.

Questo fenomeno può accadere nei rari casi in cui ci sia una forte inversione termica verso l’alto. Uno strato di aria molto fredda impedisce alla luce di procedere verso l’alto, esendo questa molto densa e quindi assistiamo alla riflessione. Si tratta del fenomeno del miraggio superiore, o fata Morgana. Questo fenomeno non avviene alle latitudini del Mediterraneo ma molto più a nord.

Inoltre quando questo avviene l’immagine viene riflessa nel cielo e spesso la si vede staccata dalla superficie del suolo. Questo non è il nostro caso, dunque l’unica spiegazione possibile è che la Corsica si visibile perché la Terra è piatta.

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