En verano hace mucho calor en España. Y,
últimamente, con las cada vez más frecuentes olas de calor, los meses de julio
y agosto se están convirtiendo en un auténtico infierno para muchas personas
que toleran mal las altas temperaturas.
Uno de los fenómenos ópticos que podemos
observar en esta época del año son los espejismos, unas de las ilusiones
ópticas más curiosas. Si viajamos en coche puede que viéramos agua en la
carretera, pero al llegar a ella comprobar que no existe.
¿Os interesa saber el mecanismo de los
espejismos?
Para
entender los espejismos primero debo explicar brevemente como funciona nuestro
sistema visual. Nosotros vemos las cosas que nos
rodean gracias a que tenemos en el interior de nuestros ojos unas células
fotorreceptoras sensibles a la luz. Situadas en la retina, recogen la luz que
reflejan los objetos y forman una imagen que interpreta el cerebro.
Nuestro cerebro, a la hora de obtener la
imagen, interpreta la dirección en la que los rayos de luz que provienen de los
objetos inciden en nuestra retina. Y como la luz siempre suele viajar en línea
recta pues no suele equivocarse con cosas tan sencillas como arriba o abajo.
Ahora bien, en los espejismos falla porque a la luz le ocurren cosas extrañas.
La
velocidad de propagación de la luz cambia cuando debe atravesar diferentes
medios. Por ello, cuando introducimos un lápiz
en el agua vemos la ilusión de que parece torcerse. Es otra ilusión, como un
espejismo, debido a la reflexión de la luz. Solo que en este caso la
explicación es muy simple: el aire y el agua son dos medios muy distintos con
diferente índice de refracción (la luz se refracta de diferente manera en cada
medio).
¿Cómo
es posible que la luz se refracte de diferente manera en la atmósfera para ver
un espejismo en la carretera?
Aquí entra en juego la temperatura. En verano o en momentos en los que hace un exceso
de calor, la temperatura de la superficie terrestre se calienta mucho.
Tanto que hace el efecto de una estufa, calentando el aire que se encuentra
inmediatamente por encima.
Lo normal es que el aire caliente suba
hacia arriba y exista un gradiente de temperatura de más frío hacia más
caliente de abajo hacia arriba. Esa es la razón por la que en invierno, a pesar
de la calefacción, siempre tenéis la sensación de que los pies se enfrían.
Pero debido al efecto estufa de la
superficie recalentada se produce el efecto que el aire pegado a esa superficie
está más caliente que el inmediatamente superior. El aire caliente es menos
denso que el aire más frío situado encima y su índice de refracción es menor.
Si imaginamos que existen múltiples capas sucesivas en la atmósfera con
diferentes temperaturas entenderemos mejor las numerosas refracciones que
tendrá la luz al atravesar todas estas capas.
Y lo que le ocurre a la luz es que,
al atravesar estas capas de aire cada vez más caliente según nos acercamos a la
superficie, se va doblando de manera paulatina hasta llegar al punto de
reflejarse. Es lo que se llama refracción total y el cerebro lo interpreta
como si estuviera viendo un espejo. Seguro que explicando la imagen se entiende
mejor.
El observador ve la palmera correctamente
al incidir en su ojo el rayo de luz negro. Ahora bien, también observa un
espejismo de la palmera como si estuviera doble, en el suelo, pues el rayo de
luz amarillo, debido a la curvatura que adquiere, le engaña.
El espejismo del agua en la carretera o el
del agua en el desierto es el mismo fenómeno, solo que en vez de reflejarse una
palmera lo que se refleja es el cielo azul.
¿Sólo
ocurren espejismos cuando hace mucho calor?
Ni mucho menos.
Los espejismos del agua en la carretera se
denominan espejismos inferiores y son los más comunes de observar. Ahora bien,
existen otro tipo de espejismos, denominados superiores, que se
producen en las zonas más frías del planeta.
El mecanismo es el mismo que antes. La
luz se curva debido a la diferente temperatura existente entre las capas de la
atmósfera. Pero ahora, debido al frío extremo, el aire próximo a la
superficie terrestre (o el agua del océano) está mucho más frío que el
inmediatamente superior, pues la superficie actúa como un congelador, haciendo
que ese aire esté mucho más frío de lo que le correspondería.
Este cambio de gradiente normal de
temperatura hace que los rayos de luz se curven, esta vez al contrario que en
el caso anterior, y el objeto que estemos viendo aparezca como reflejado en
el cielo.
Y existe un curioso caso de espejismo superior que se
denomina Fata Morgana (en referencia
a la hermanastra del rey Arturo, Morgan le Fay, poderosa hechicera). Se trata
de un espejismo muy efímero, pues se produce por la sucesión de múltiples capas
de diferente temperatura, en donde existen capas de aire frío encima y debajo
de otra capa de aire cálido. Y esta sucesión puede darse varias veces, lo que
provoca refracciones y reflexiones de la luz que deforman los objetos o les
hacen aparecer como si estuvieran volando.
Este fenómeno se produce en las regiones
árticas y también, en el estrecho de Mesina (Sicilia). Y ha dado lugar a muchas
leyendas. En los siglos pasados surgió la leyenda del barco fantasma del Holandés errante. Hoy
en día se prefiere hablar de OVNIS y cosas parecidas.
Al final son simples espejismos, engaños a nuestro cerebro.
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