Si la luz viaja 1 km por el aire, ¿qué cantidad se pierde por fricción?

Cuando la luz penetra en un medio, propiamente no se habla de fricción sino de absorción. Tanto la fricción como la absorción son procesos disipativos, en que aumenta la entropía y la energía se disipa (pasa de estar en una forma aprovechable con baja entropía, a estar distribuida de manera diferente de forma no aprovechable y con alta energía).

La fricción propiamente es la conversión de un movimiento macroscópico coherente y coordinado, en vibración de un número alto de moléculas en vibración molecular incoherente y descoordinada (calor molecular).

La absorción es un proceso electromagnético de emisión, dispersión, captura y reemisión de fotones. Al final también el medio absorbente se calienta ligeramente. En el caso de la absorción de la luz en la atmósfera ésta viene dada por la ley de Beer-Lambert:

Iℓ=I0e−μℓIℓ=I0e−μℓ

Donde I0I0 es la intensidad inicial, IℓIℓ la intensidad después de recorrer una distancia ℓ=1kmℓ=1km. La expresión del coeficiente de atenuación μμ se puede relacionar con diversos factores:

μ=X(τa+τg+τRS+τNO2+τw+τO3+τr+…)μ=X(τa+τg+τRS+τNO2+τw+τO3+τr+…)

donde XX es la “masa de aire”, y el resto de factores tienen que ver con la absorción debida a diferentes especies químicas (aerosoles, gases uniformemente diluidos y especies no uniformemente diluidas). He buscado valores aproximados de μμ pero el asunto es complicado, porque parece que todas magnitudes dependen de la frecuencia de la radiación, en un artículo encontré esta tendencia:

Para la luz visible los dos tipos de absorción son prácticamente idénticos. cuando observamos montañas a lo lejos las vemos cada vez más tenues y cubiertas por una neblina azulada, eso se debe precisamente a la absorción.