Cuando la luz se tuerce.

Cuando hablábamos de la refracción, hablamos de lo que ocurría cuando había una serie de capas sucesivas con índice de refracción creciente: la luz iba cambiando aún más su trayectoria con cada capa que atravesaba.

Pongamos ahora que tenemos muchísimas de estas capas y en cada una se da una desviación muy pequeña. No es difícil ver que de esa forma, tendríamos que la luz sigue una trayectoria prácticamente curva. De hecho sería una curva formada por muchísimas pequeñas rectas. Algo así:

grafdef

El fondo indica el valor del índice de refracción. Cuanto más blanco, menos índice de refracción (aquí suponemos innumerables capas, muy pequeñas). La curva roja es la trayectoria que sigue la onda en esta situación, mientras que la recta negra muestra la trayectoria rectilínea que seguiría si no hubiera variación del índice de refracción.

Ahora bien, esto puede parecer una idea bonita pero demasiado ideal: parece un poco difícil encontrar en la naturaleza esta circunstancia. Pero lo cierto es que es mucho más frecuente de lo que se pueda pensar a primera vista.

La cuestión ahora es ¿cómo podemos tener muchísimas capas muy pequeñas y que cada una introduce sólo una pequeñísima variación?

Vayamos por partes como dijo Jack el Destripador:

En  primer lugar hay que comentar que en un fluido (un gas o un líquido) concreto, la velocidad de una onda en él depende de la densidad, de forma que cuanto más denso sea ese fluido, menor velocidad tendrá la onda y por tanto, el índice de refracción será mayor. Pero la densidad de un fluido depende de su temperatura. A mayor temperatura menor densidad.

Ahora imaginad un depósito de agua. La parte de abajo del depósito se enfría con un refrigerador, mientras que la parte de arriba se calienta con un calefactor. La cuestión es que el agua de arriba estará caliente y se temperatura disminuirá progresivamente, hasta que al llegar a la parte de abajo estará fría. Esto, se puede resumir como “la temperatura varía a lo largo de la altura” y en física, a esto lo llamamos gradiente de temperatura.

Por tanto, entre los extremos del depósito, hay muchísimas capas, extremadamente finas, cada una de ellas a una temperatura, que es ligeramente diferente al resto de capas cercanas. Así estas capas van siendo cada vez más calientes cuanto más arriba estamos en el depósito. Lógicamente si la temperatura va cambiando con cada capa sucesiva, también lo hará la densidad. Y si la densidad va cambiando con cada capa, significa que la velocidad de la onda cambia y por tanto que lo hace el índice de refracción. ¡Acabamos de generar un medio con índice de refracción variable!

En el gráfico de antes teníamos que la parte de arriba tenía menor índice de refracción, que en este ejemplo sería debido a que está más caliente (más temperatura = menos índice de refracción).

Bien, ahora lo realmente interesante. Si la luz tuerce su trayectoria… veríamos cosas realmente extrañas, pues al mirar en una dirección veríamos cosas que realmente no están ahí, sino, en otro lugar…

(póngase música de suspense  en esta pausa melodramática xD)

espejismo-desierto1

espejismo-carretera

fata-morgana1

espejismo-barco

Efectivamente acabamos de explicar los espejismos.

En la primera y segunda imagen se trata de un espejismo que ocurre cuando el suelo está muy caliente. Esto provoca que el aire cerca suyo esté muy caliente y según ascendemos esté menos caliente. Como el aire caliente es menos denso, tiene menor índice de refracción (recordad que las ondas en medios de índice de refracción variable siempre se tuercen hacia donde tienen mayor índice de refracción, en este caso, arriba). Por tanto la luz va a curvarse hacia arriba, de la siguiente manera:

graf2d

Como veis en el gráfico, aparezco yo** mirando en una dirección indicada por al flecha marrón. Pero a mis ojos no llega luz de ese lugar, sino luz que sigue la trayectoria roja. De esta manera, cuando miro a la carretera que hay delante mio, no veo la carretera sino que veo… el cielo. Por eso me da la sensación de que hay agua sobre la carretera y que está reflejando el cielo. Esto es precisamente lo que ocurre en los desiertos: cuando su superficie está muy caliente y uno mira a lo lejos le parece ver que hay agua…

También muy interesante es el efecto de la tercera y cuarta imagen. Este efecto se llama Fata Morgana* y se trata de un espejismo pero a la inversa, debida a una inversión térmica. ¿Qué narices significa eso?. Una inversión térmica significa que la superficie está mucho más fría que el aire. Entonces el aire cerca de la superficie está más frío que el que hay por encima (justo a la inversa de lo habitual).  ¿Qué ocurre en este caso si miramos al horizonte? miremos el siguiente gráfico:

grafhordef

En este caso, yo voy montado en un barco y me da por mirar un poco por encima del horizonte. La línea negra marca la dirección en la que estoy mirando. La fina línea verde vertical marca la distancia máxima que puedo ver desde el barco: mi horizonte. No puedo ver el mar más allá del horizonte, debido a la curvatura de la tierra. Pero este aquí, que como hay una inversión térmica la luz que sale de un lugar un poco más allá del horizonte se tuerce hacia abajo, de forma que llega hasta mi. Sorpresa: al mirar por encima del horizonte feo una extraña zona, que no es más que el mar que hay más allá.

En el caso del barco con su propio reflejo encima es el mismo efecto: miras por encima del barco, y en vez de ver el cielo, ves luz que sale desde el barco hacia arriba pero luego se tuerce hacia abajo.

Hay un último caso del que no tengo fotografías. Es también una inversión térmica, que provoca que se vean… OVNIs. Imaginad que es de noche y estáis mirando hacia una zona con elevaciones. Al otro lado de la elevación, hay una carretera por la que viaja un coche con las luces encendidas. Como hay una inversión térmica la luz que sale de los faros del coche y va hacia arriba, se tuerce, por encima de las elevaciones. Y llega a nosotros que vemos una extraña luz en movimiento por encima de las colinas, a una velocidad que nos parece absurda o imposible, porque esa luz la situamos muchísimo más lejos de lo que en realidad está. Mirad el gráfico:

ovni

Aparezco yo de nuevo mirando hacia el cielo y muy sorprendido (la línea negra es la dirección en la que estoy mirando)… y veo una extraña luz. Que no es otra cosa que la luz proveniente del coche al otro lado de la colina.

Pero claro, sin haber leído este post y sin saber lo que hay al otro lado de la colina, es mucho más fácil decir que esa luz en el cielo es una nave extraterrestre o algo por el estilo.

*Fata Morgana: El término, significa en italiano, Hada Morgana. Se refiere, efectivamente a la Morgana de las leyendas artúricas, que tenía poderes sobre la ilusión (se hizo pasar por Ginebra para seducir a Arturo, si no recuerdo mal).

**Se sabe que ese monigote soy yo, por tres razones: Está como un fideo, tiene la cabeza hueca (literalmente) y porque va de negro xDD

Por cierto, querría pediros a todos que me dierais opinión sobre el artículo, pues no sé si lo he hecho demasiado técnico o si he sabido explicarme adecuadamente. Quiero mejorar post a post y para ello necesito vuestras impresiones.

Nota: Este es un post con fotos chulas y curiosas, pero como soy malo antes suelto la explicación. Esto tal vez puede parecer un poco contraproducente para atraer a lectores (lo lógico debería ser lo contrario), pero lo cierto es que me gusta plantearlo de estar manera ya que cualquiera que comience a leerlo pensará: “vaya retaila de cosas inútiles”, pero si tiene la paciencia de llegar hasta lo interesante, la sensación que quedará será: “aunque a primera vista parecía inútil al final resultó ser realmente interesante y con unas posibilidades que no me había planteado. Moraleja: Aunque parezca sólo una rareza científica sin ninguna utilidad ¡Dale una oportunidad!

Fuentes:

Polarimage.fi (una web realmente genial con fotos y vídeos de todo tipo de efectos ópticos, vale la pena echadle un vistazo) A esta web pertenecen las imágenes de Fata Morgana.

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23 comentarios to “Cuando la luz se tuerce.”

  1. Coki Says:

    Me pareció muy interesante y muy bien explicado.
    Tu presencia en las imágenes contribuyó a hacerlo más humano y personal.

  2. Mario Says:

    A mí me ha gustado mucho, y posas muy bien.

    Qué curioso lo de que eso puede producir ovnis :O No tenía ni idea, ahora tengo más argumentos aún para desmentirlos cuando salga el tema.

    El otro día me pregunté si hay espejismos en Marte, tengo que investigarlo

  3. Felipe Says:

    Hola Ahskar. No me ha parecido demasiado técnico y resulta muy fácil seguir las explicaciones. Enhorabuena y gracias por darnos de tu tiempo y esfuerzo.

  4. ahskar Says:

    Coki, Mario y Felipe: Muchas gracias pro vuestras opiniones. Las valoro mucho. Dado que son positivas intentaré seguir en la misma línea, pero también procuraré mejorar.

    Sobre lo de los OVNIs, es uno de tantos y tantos efectos que no se tienen en cuenta cuando se quiere creer en lo que se ve. El problema es que siempre son efectos muy difícil, o directamente imposibles de evaluar a posteriori. En cualquier caso, saber de la existencia de estos efectos siempre puede ayudar a quien busque respuestas veraces a contar con más posibilidades.

  5. Gálago - Al Says:

    Ri me gustao mucho, para nada técnico, lo entedería cualquiera.
    Lo de los espejismos mas o menos (menos que más) sabía como iba pero lo demás me ha parecido muy interesante, a ver quien se atreve ahora a venirme con OVNIS.

  6. planck Says:

    Muy bueno el artículo. Te felicito y te animo a seguir en esta linea de divulgación científica. Voy a enviar a mi hermano el
    artículo a ver si se convence que su afición por el fenómeno OVNI no tiene base científica (por lo menos este fenómeno puede explicar algunos casos). Te invito a ti y a cualquier interesado a visitar mi web recien creada: REVOLUCIONCIENTIFICA.COM

  7. ahskar Says:

    Gracias Planck ^^ Pero me temo que ante la creencia convencida, no se puede hacer mucho y menos con argumentos como los de este artículos. Despues de todo, muchos de los OVNIs pueden ser millones de otras cosas, por lo que esta tampoco es una prueba definitiva sorbe todos lso OVNIs. Más bien mi intención es mostrar hasta que punto el comportamiento de la luz puede ser desconcertante a veces y que no subestimemos los efectos ópticos (algo que generalmente, para quien no sabe como funcionan, es muy fácil).

  8. Un mes de Curiosidad « Curiosidad Científica Says:

    […] post más visitado ha sido Cuando la Luz se Tuerce con 127 visitas y siguen subiendo día a día. Imagino que el éxito de ese post se debe más que […]

  9. El espejismo de la probabilidad. « Curiosidad Científica Says:

    […] es que sea más probable tener el mismo número de chicos que de chicas. Pero ¡ay! eso es un espejismo y aquí acabais de obtener el […]

  10. lucas Says:

    Excelente! Muy interesante el artículo y sí, como dijeron pueden ser mil cosas los “ovnis”, desde meteoros hasta un globo aerostático o el efecto que describiste :).
    Saludos!

  11. Teven Says:

    Esta buena tu explicacion y todo pero la ultima explicacion sobre la luz que se proyecta y hace parecer un ovni es mentira. Ya saliendo un poco del tema digo que es mentira porque en relidad si es un OVNI lo que uno ve, ya que es imposible de que ese efecto se haga con la simple luz de un coche, y ademas tambien es imposible de que no haya vida en otro sitio en un universo tan infinito e inmenso.

    Nota: perdona por mi errores de ortografia.

  12. ahskar Says:

    Yo no soy un mentiroso. Yo sólo describo un efecto conocido y comprobado, y no entro en la polémica de los extraterrestres. Para mí es tan simple como que OVNI significa, objeto volador no identificado, lo que puede incluir cientos de cosas a parte de unos hipotéticos extraterrestres. Sólo digo que a veces una extraña luz en el cielo que se mueve de forma desconcertante puede ser un efecto óptico que aquí explico, no que todos los OVNIS lo sean.
    Por otro lado, estoy de acuerdo en que es muy probable que haya vida en otros lugares del universo. Lo que no significa que anden acechando la Tierra, cosa que yo personalmente considero harto improbable.

  13. AlaynConY Says:

    Enhorabuena por el artículo. Me has recordado el funcionamiento de un fenómeno muy interesante. Hace tiempo que dejé el camino de las ciencias, y hoy según conducía, con el calorcito he visto varios espejismos y me he dado cuenta de que se me había olvidado su explicación.
    Sabía que era algo de la refracción, pero no recordaba exactamente la explicación.

    ¡Un saludo!

  14. piolin Says:

    gracias, me has ayudado mucho. Intento buscar toda información antes de pintar un desierto con la ilusión de un espejismo. De nuevo gracias.

  15. ahskar Says:

    De nada, me alegro que te haya sido de ayuda ^_^

  16. nathy Says:

    Hola!
    Entre todas las paginas que he revisado del tema, esta me ha dejado mas que claro el fenómeno, sobretodo con los que contienen al monito :) Esta muy entretenida la explicación!!!! sigue asi! ;)

  17. luis alfonso aristizabal Says:

    Disculpen por tratar de la luz cuando no se tuerce, buscamos una ecuación y desarrollamos un concentrador de ondas electromagnéticas y pueden ver la ecuación y el dispositivo, que es muy sencillo, nada que ver con la ecuación en http://www.idelati.com/concentrador

  18. mariorocero Says:

    Me parece genial y no ha sido demasiado tecnico. EXCELENTE

  19. ahskar Says:

    Muchas gracias ^^ me alegro que haya sido útil.

  20. raymundo reyes Says:

    haaa!! entonces lo que tu dices esque si veo un globo aerostatico o un avion en el cielo!! es porque tambien son carros o un niño con sus carritos y aviones de control remotoo!! entonces al igual se verian las lamparas de la cuidad reflejadas en los cielos, esa explikacion me parece absurdaaa !! la de los ovnis porfavor no engañes a esta pobre jentee que ni investiga por si misma!!!

  21. ahskar Says:

    Yo no engaño a nadie: son efectos bien conocidos de la física la refracción y los espejismos. Puedes producirlos en tu casa si quieres y comprobarlo.
    Por otro lado, no digo que todos los OVNI sean por este efecto, sólo afirmo que las circunstancias atmosféricas pueden explicar algunas luces en el cielo, de forma igual que los espejismos en la carretera no son agua, y la fata morgana no es un lejano acantilado.
    Y por último, pienso que alguien que se interesa en la divulgación científica (como este humilde blog), es “jente” que sí está investigando por si misma.

  22. ¿QUE ES UN CANAL DE AUDIO? « robertocomentarista209 Says:

    […] un tiempo hablé sobre cómo la luz puede tomar trayectorias curvasdebido a la refracción, puesto que es una onda. Pero hoy vamos a ir un paso más allá.  Sin […]


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