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jueves, abril 03, 2008

Espejismos

Esta semana, pusieron un episodio de CSI (repetido, y del que comenté algo en otra ocasión), en el que los protas descubren un BMW en el desierto, y Grissom se permite hacer comentario jocoso sobre si sería un espejismo. Bueno, era una broma, pero eso me recordó muchas otras referencias a espejismos, confundiéndolos con alucinaciones. Así, en el cómic Tintín en el país del oro negro, los ineptos Hernández y Fernández se pierden en el desierto, y sufren varios «espejismos» en forma de oasis, palmeras y ciudades. Seguro que vosotros podréis aportar más referencias a historias en los que los protagonistas dicen ver un espejismo, cuando en realidad se trata de una alucinación.

Fotografía de un espejismo en una carretera

Y es que un espejismo no es ver una ciudad o un bosque inexistente. Se trata de un fenómeno óptico muy concreto, producido por la refracción de la luz, y que hace que veamos objetos reflejados en el suelo como si fuera un espejo (y de ahí, el nombre «espejismo»), proporcionando la ilusión de la existencia de agua en el terreno. Como he dicho, se trata de un fenómeno óptico, y por tanto, puede ser captado por las cámaras. No tiene nada que ver con que la excesiva insolación y deshidratación altere nuestra percepción de las cosas.

Para poder observar un espejismo, no es necesario estar en el desierto. Basta cualquier terreno más o menos llano y que retenga el calor, y un día caluroso. En estas condiciones, la temperatura del suelo es bastante superior a la del ambiente. El aire que está en contacto con el suelo, se toma calor de éste y eleva su temperatura. Este aire calienta a su vez al que tiene encima, y así sucesivamente, formándose una serie de capas de aire de distinta temperatura, siendo la más caliente la más cercana al suelo. El aire caliente es menos denso que el frío, y aunque esto hace que el aire caliente se eleve y el frío descienda, la constante cesión de calor del suelo al aire hace que el gradiente térmico se mantenga.

Dibujo que muestra cómo se dobla un rayo de luz procedente del cielo, al atravesar capas de aire de distinta temperatura, de forma que llega a un hombre desde el suelo

Así que tenemos varias capas de aire sobre el suelo, de distinta densidad. Resulta que el índice de refracción de la luz depende de la densidad del medio, por lo que a medida que la luz atraviesa las distintas capas de aire, se desvía. Si la luz incide con el ángulo adecuado, las sucesivas refracciones debidas a las distintas capas de aire, hace que el efecto global sea una reflexión. Y eso es lo que nosotros vemos: un reflejo. Además, debido a que el aire está en movimiento (el aire caliente sube y el frío baja), la densidad del aire oscila localmente, provocando que la imagen reflejada no sea perfecta, sino que parezca temblar y deformarse, como si se reflejara en una superficie líquida. Por eso parece que vemos agua.

Como he comentado antes, no hace falta irse al desierto para ver un espejismo. Cualquiera que haya viajado por carretera un día caluroso, habrá visto varios. El asfalto se calienta mucho con el sol, y es fácil ver espejismos, incluso en días de temperatura moderada. Parecen un gran charco en la carretera, que desaparece cuando nos acercamos.

12 comentarios:

  1. Alf, me ha gustado bastante la entrada, en las series se suele repetir mucho esta confusión :) y mientras que un espejismo lo puede ver una persona sana o una que esté bajo los efectos de una sustancia o con una insolación, la alucinación es exclusiva del segundo grupo.

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  2. Bueno, antes de nada decir que me encantan tus post... a veces es difícil encontrar algo de buena cultura.
    Un vez hecha mi contribución a tu ego (jeje) tenía una dudilla: en uno de mis antiguos libros de física (concretamente el tema sobre óptica) se hablaba de estos espejismos, pero leí que de la misma manera que el aire caliente hace que un objeto lejano aparezca "hundido" en el suelo, en zonas con aire muy frío (como una costa) podía crearse la ilusión de estar "flotando" en el aire.
    Como ejemplo mencionaban las típicas ilusiones de un barco fantasma divisado en la lejanía, que daba la impresión de ir por el aire. En realidad este barco fantasma no era tal, sino uno cualquiera cuya imagen nos llegaba (por así decirlo) elevada. ¿Es esto cierto? Gracias a cualquiera que responda.

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  3. En respuesta a anónimo: efectivamente, así es. Al menos, así nos lo explicaron en clase de óptica. Donde Alf lo explica, la parte baja del aire, pegada al suelo, es la más caliente y la temperatura desciende según vamos arrriba; pero en el mar es al revés: el aire más bajo es más frío por estar pegadito al mar y su temperatura asciende según subimos.

    Tenemos el mismo efecto invertido y, como tú dices, parece que los barcos vayan flotando por el aire.

    He de decir, sin embargo, que nunca lo he visto. Pero la teoría cuadra perfectamente.

    Salud!

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  4. tan sólo un tontería, que has puesto "fomándose una serie de capas de aire de distinta temperatura"

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  5. También está el efecto mañanero de ver salir el sol por delante de las montañas, cosa imposible claro ¿Cómo va a salir por delante? XD, pero sí, se puede llegar a ver el sol por delante de las montañas aunque en realidad está a punto de salir de detrás, aun no ha salido.

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  6. El espejismo de ver un objeto lejano se puede dar en el desierto, sin ser una alucinacion, aunque es mas comun en el mar, es conocido como "fata morgana".

    Se produce cuando hay una inversion termica.

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  7. Buena entrada. Felicitaciones. Mas bien tengo una pregunta offtopic:
    En más de una oportunidad te he leído comentar que la llama (el fuego, no el animalito) está en estado de plasma. Siempre tuve esa duda y lo que recibia como respuesta era "Es la manifestacion visible de la combustion, pero no es un estado de la materia" y cosas similares. En ese sentido, podrías recalcar en qué estado de agregación de la materia (como encontre el nombre en wikipedia) se encuentra el fuego? Gracias.
    Salu2 de Perú.

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  8. La llama es plasma, y el plasma es un estado de agregación de la materia. Se le suele llamar "el cuarto estado" (por oposición a los tres clásicos, sólido líquido y gaseoso). Comenté algo del tema en otra entrada:

    http://www.malaciencia.info/2006/07/estados-de-la-materia.html

    Y también el el blog Hal 9000:

    http://www.lorem-ipsum.es/blogs/hal9000/?p=41


    Lo del "fomándose" ya está corregido. Gracias :-)

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  9. Este comentario ha sido eliminado por el autor.

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  10. Buen artículo, lo que me recuerda una antigua duda de la niñez que tiene algo que ver (sobre fenomenos opticos es, no sobre espejismos en puntual)con los efectos ópticos. Es la unica pregunta de mi niñez que no e resuelto así que ojalá puedas ayudarme

    La pregunta es bastante tonta y seguramente ya se que la respuesta es sí. Pero la lanzaré de todas formas.

    ¿Puede un animal que ve en blanco y negro notar un arcoiris?
    Yo se los fundamentos fisicos de los arcoiris, pero lamentablemente sobre los ojos, a pesar de que entiendo, me surgen dudas.
    ¿El toro vería el arcoiris en blanco y negro, o no lo vería?

    La pregunta me surge por que el arcoiris no es un objeto fisico, y como un toro no tiene las celulas esas en los ojos que hacen ver los colores (no recuerdo el nombre)no tendría por que notar el arcoiris ya que no es un elemento material, simplemente es luz de colores.

    Esa es la supocisión que me hace pensar que la respuesta es no, pero lamentablemente desconozco todo el aparataje de un ojo, así que a lo mejor lo ven en blanco y negro.

    En fin más que una pregunta se trata de una confirmación que hay que corroborarme o refutarme.

    Gracias de antemano por la respuesta a este pregunta tan extraña xD

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  11. Si la luz se va desviando porque la temperatura del aire cambia con la proximidad al suelo... porquè cuando el haz viaja horizontalmente, y no encuentra cambios de temperatura en su camino, no deja de curvarse?

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  12. Lo del arcoiris en animales que no ven el color (las células se llaman conos), no sabría decir, pero me inclino a pensar que sí ven algo. Aunque no distingan colores, sí que ven tonalidades de grises dependiendo de la intensidad de la luz. Y al fin y al cabo, el arcoiris es luz refractada y reflejada que nos llega a los ojos, por lo que puede que vean un "arcogris".

    porquè cuando el haz viaja horizontalmente, y no encuentra cambios de temperatura en su camino, no deja de curvarse?

    La luz, en realidad no se curva. Lo que ocurre es que se refracta un poco, cada vez que encuentra un cambio de temperatura, siendo el ángulo cada vez más horizontal, hasta que llega un momento en el que en un "cambio de capa", el ángulo supera el llamado "ángulo crítico", y se produce una reflexión. La luz ahora va hacia arriba, y sigue su camino, refractándose otra vez por todas las capas, pero "al revés", es decir, el ángulo es cada vez menos horizontal.

    Si pintáramos la trayectoria de la luz, más que una curva, sería como una línea quebrada, con muchos trozitos pequeños, similar a un fragmento de polígono de muchos lados.

    Puede ocurrir que para un rayo concreto, en una de las refracciones, el ángulo de salida sea totalmente horizontal (el ángulo de incidencia vale exactamente el ángulo crítico, sin superarlo). Este rayo no llegará a nuestros ojos. Pero los que alcancen el ángulo crítico, sí lo harán.

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