2 grudnia 2025 roku uczniowie klasy 3 Liceum wzięli udział w niezwykłej lekcji fizyki. Wykorzystując zaawansowaną, bezprzewodową kamerę termowizyjną FLIR One Edge i dedykowaną aplikację, młodzież zgłębiła tajniki promieniowania podczerwonego i jego związku ze zjawiskiem globalnego ocieplenia.

Zajęcia, prowadzone przez panią Małgorzatę Marondel, zainspirowane zostały jej udziałem w kursie dla nauczycieli „S4ClimateKit – fizyczne spojrzenie na zmianę klimatu i jej ograniczanie” realizowanym w ramach programu „Odkrywcy” na 2025 r.

Jak Widzi Kamera Termowizyjna?

Uczniowie rozpoczęli od zrozumienia, jak działa termowizja. Kamera rejestruje natężenie promieniowania podczerwonego docierającego do każdego piksela. Następnie, korzystając z prawa Stefana-Boltzmanna, przypisuje temu promieniowaniu uśrednioną temperaturę emitującego je obiektu. To pozwala na wizualizację ciepła, którego nie dostrzegamy gołym okiem.

Tajemnice Przezroczystości

Praktyczne eksperymenty dostarczyły zaskakujących wniosków na temat różnych materiałów:

• Szkło a Podczerwień: Wykonując zdjęcia okna, a następnie przez otwarte okno, uczniowie zaobserwowali, że choć szkło jest przezroczyste dla światła widzialnego, jest ono niemal nieprzezroczyste dla promieniowania podczerwonego (działa jak bariera dla ciepła).
• Czarna Folia: Z kolei czarna folia, która całkowicie blokuje światło widzialne, okazała się częściowo przezroczysta dla podczerwieni.

Wniosek: Przezroczystość materiału zależy od długości fali promieniowania – to, co widzimy, nie zawsze pokrywa się z tym, co "czuje" ciepło.

• Pamiątkowy Ślad Ciepła: Jedna z uczennic wpadła na ciekawy pomysł i wykonała zdjęcie szyby zaraz po odsunięciu przyłożonej do niej dłoni. Mimo, że dotyk był krótki, na szkle pozostał wyraźny ślad cieplny, doskonale widoczny w podczerwieni.

Chmury i gazy cieplarniane – fizyka ocieplenia

Bardzo pouczające były obserwacje nieba. Uczniowie zauważyli, że niskie chmury miały znacznie wyższą temperaturę na obrazie termowizyjnym niż pozostałe obszary nieba.

Chmury, składające się z wody będącej gazem cieplarnianym, są niemal przezroczyste dla światła widzialnego, lecz nieprzezroczyste dla promieniowania podczerwonego. Powietrze, choć przezroczyste dla światła widzialnego, jest tylko częściowo nieprzezroczyste dla podczerwieni. Z tego powodu w obszarach zachmurzonych kamera termowizyjna rejestruje głównie ciepłe promieniowanie emitowane przez chmury, a w obszarach bezchmurnych – złożony efekt emisji i pochłaniania promieniowania podczerwonego przez warstwy atmosfery.

Wpływ Gazów Cieplarnianych

W kontekście zmian klimatu, kluczowe jest to, że im więcej gazów cieplarnianych w atmosferze, tym staje się ona mniej przezroczysta dla promieniowania podczerwonego. Kamera termowizyjna rejestruje wtedy promieniowanie z cieńszej, niższej warstwy atmosfery. Ponieważ warstwa ta leży bliżej powierzchni Ziemi (która jest średnio cieplejsza), kamera wskazuje wyższą temperaturę.

Chcesz poznać prawdy i mity o klimacie? Zapraszamy na https://naukaoklimacie.pl/

MM