Refracción

2e. Refracción

La refracción es posible cuando existe transmisión. Es la causante de que algunos objetos se vean "cortados" cuando se sumergen en agua.

220px Refracción de un lápiz
Refracción de un lápiz en agua.

Esta alusión aparece cuando se observa una imagen entre dos medios con distintos índices de refracción (n).

Cuando la luz viaja en el vacío no siente perturbación, pero si atraviesa algún medio sufre una cambio en su dirección. Esta nueva dirección describe un ángulo distinto al de la luz incidente.

529px Refracción svg
Refracción de un haz.

La relación entre los índices de refracción y los ángulos responden a la siguiente ecuación (ley de Snell):

n1·senθ1=n2·senθ2

Todos los rayos de luz incidente se inclinan en el mismo sentido, dando la impresión de que la imagen se inclina.

El índice de refracción se determina experimentalmente, incidiendo un haz en un ángulo determinado y midiendo el ángulo de salida.

 

Si la superficie de contacto entre los dos medios es rugoso, la luz que incide en las distintas capas sufrirá, por lo tanto, inclinación de la imagen en ángulos no paralelos entre ellos, dando la impresión de imágenes turbias, causante de los objetos translúcidos.

 

Como la refracción depende del ángulo, se pueden obtener efectos interesantes cuando la luz incide sobre superficies curvas, ya que cada haz sufrirá una refracción diferente dependiendo de la zona donde incida.

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Refracción genera una imagen invertida.

 

El índice de refracción depende de la temperatura del medio. Normalmente un medio más caliente tiene mayor índice de refracción. Esta es la razón de la existencia de los espejismos.

Espejismo carretera
Espejismo en una ruta

El espejismo se da cuando existe un gradiente de tempera entre una superficie y el medio en contacto. Esto sucede en días cálidos cuando la superficie de una calle se calienta a mayor temperatura que el aire que está arriba. Es muy común en los desiertos cálidos.

espejismo
Espejismo debido al gradiente de temperatura.

La luz es refractada en distintos ángulos a medida que va pasando a una superficie más caliente. Con estas superficies me refiero a que la luz va atravesando por capas de aire cada vez más calientes. Esta inclinación en la imagen es progresiva. En cierto punto, el haz incidente es casi rasante a la capa inferior, y ocurre la reflexión. El haz continúa camino, pero hacia arriba, hasta que llega a nuestros ojos.

Cuando la distancia entre el objeto que emite la luz y nuestros ojos es la adecuada, estaremos viendo dos rayos que salen desde un mismo punto: por un lado la imagen que vemos directamente, y por otro lado la que nos llega por refracción. Este segundo haz nos genera una imagen virtual.

Nuestro cerebro nos traduce la imagen observada a algo que nos resulte razonable, y lo que más se asemeja es una superficie de agua. Por esto da la impresión de que hay agua, y eso ha engañado a muchos viajeros por el desierto dándoles a creer que se acercaban a un oasis.

Hay muchas formas en que se pueda originar un gradiente de temperatura y por lo tanto un espejismo. Existe la posibilidad de que el espejismo se de por un gradiente inverso, es decir, cuando el suelo está frío y el aire hacia arriba más caliente. En esta ocasión la imagen virtual no se ve por debajo, sino por arriba.

Espejismo superior
Espejismo superior en la costa de un lago.
blue+beam+fata+morgana+espejismo+holograma
Ciudad en el cielo.
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