почему мокрое пятно среди сухого песка выглядит значительно темнее?

Плёнка воды УМЕНЬШАЕТ рассеяние света, а не усиливает его.
Асфальт по жизни чёрный (свежий асфальт все видели, а?) . Серым он делается от пыли, которая на нём скапливается, и от микронеровностей, которые на нём возникают со временем. Плёнка воды на асфальте за счёт поверхностного натяжения оказывается "более гладкой", чем сама подлолжка, а значит - мы видим "исходный" асфальт. Чёрный.
С песком несколько иное. Это скорее похоже на "почему лёд прозрачный, а снег - белый". Отдельные песчинки более-менее прозрачны (это ж кварц той или иной степени чистоты. Чаще всего "иной"...). Но когда их много - свет рассеивается на границах раздела воздух-кварц КАЖДОЙ песчинки. Ведь из-за неправильной формы они соприкасаются друг с другом лишь в отдельных точках.
Вода заполняет эти пустоты, в результате чего свет может проникать в песок глубже (отражение квадратично зависит от разности показателей преломления, и для пары вода-кварц эта разность изрядно меньше, чем для пары воздух-кварц) . В результате меньше света рассеивается в приповерхностном слое песка, и то, что мы видим, - это свет, дошедший до нас с несколько большей глубины. Где его ИЗ-ЗА ПОГЛОЩЕНИЯ (которое никуда не делось) куда как меньше. И поскольку поглощение - это экспоненциальная функция глубины, то даже небольшого изменения в.. . э-э.. . дистанции, с которой к нам приходит свет, оказывается достаточным для заметного снижения яркости.

Это чисто физиологический феномен, обусловленный особенностями восприятия света человеческим глазом. Подробное объяснение этого феномена можно найти в книге М. Миннарта "Свет и цвет в природе".

Здравствуйте!
При смачивании песка увеличивается его поглощательная способность к солнечным лучам, а отражательная способность (альбедо) соответственно уменьшается. Это и воспринимается визуально как более тёмная поверхность.

Не думаю, что физиология зрения здесь играет определяющую роль - мокрый асфальт тоже темнее, чем сухой. Песок очень хорошо смачивается водой, другими словами, мокрый песок покрыт тонкой плёнкой воды, "обволакивающей" все его шероховатости. Наличие такой плёнки усиливает РАССЕИВАНИЕ света (как проходящего, так и отраженного) на микрошероховатостях поверхности песка, а это, в свою очередь, приводит к УМЕНЬШЕНИЮ интенсивности отражённого света. Поэтому мокрый песок (или асфальт) кажется нам более тёмным.

Когда вода попадает на песок он вместе с водой поглощает и отражает уже немного другие цвета спектра наверное.