¿Por qué ocurre un espejismo en el desierto?

Un viajero se ha perdido en el desierto. Soportando sed y hambre, de repente vio un oasis, por lo que el hombre feliz rápidamente corrió hacia él. Para su gran decepción, fue solo una ilusión producida por un espejismo. Tal episodio a menudo se representaba en películas, pero la magia óptica que la naturaleza juega con nosotros, el espejismo, realmente existe en la realidad. Su formación es el resultado de la refracción y el reflejo interno total de la luz en el aire.

Para investigar la formación de un espejismo, primero debemos entender por qué la luz se refracta en el aire. Las regiones de aire a diferentes temperaturas tienen diferentes índices de refracción, al igual que muchos medios diferentes. Cuanto más cerca esté el aire del suelo, más caliente será y su índice de refracción será menor. Podríamos imaginar el aire como tantas capas de medio con un índice de refracción particular para cada capa, y el índice de refracción es más pequeño para aquellos que están más cerca del suelo. Por lo tanto, cuando la luz viaja en el aire, su trayectoria es como se muestra en la figura 1.

Por otro lado, también debemos entender qué es la reflexión interna total. Si la luz viaja desde el vidrio al aire con un pequeño ángulo incidente, parte de la luz se reflejará hacia atrás mientras que la parte restante se refractará, saliendo del vidrio. Como el índice de refracción del vidrio es mayor que el del aire, el ángulo de refracción siempre es mayor que el ángulo incidente (Fig. 2). Cuando el ángulo incidente aumenta, la luz refractada se acercará cada vez más a la interfaz entre el aire y el vidrio. Cuando es más grande que el ángulo crítico, la luz solo se reflejará pero no se refractará. Este fenómeno se llama reflexión interna total (Fig. 3).




La figura 4 muestra el camino de la luz cuando ocurre un espejismo. Supongamos que hay un oasis y la luz que emite en el punto A es refractada por el aire, la luz viajará a través de un camino curvo. La reflexión interna total ocurre en el punto B y hará que la luz viaje hacia arriba. Entonces la luz es refractada por el aire nuevamente. Finalmente, entrará en los ojos del observador en el punto C, produciendo una ilusión de que el oasis está cerca de él.

La reflexión interna total ya se ha descubierto durante mucho tiempo. Algunas de sus amplias aplicaciones incluyen fibra óptica, cámara réflex de lente única y telescopio binocular.

Normalmente, las ondas de luz del sol viajan directamente a través de la atmósfera hasta su ojo. Pero, la luz viaja a diferentes velocidades a través del aire caliente y el aire frío.

Los espejismos ocurren cuando el suelo está muy caliente y el aire frío. El suelo caliente calienta una capa de aire justo por encima del suelo.

Cuando la luz se mueve a través del aire frío hacia la capa de aire caliente, se refracta (se dobla).

Una capa de aire muy cálido cerca del suelo refracta la luz del cielo casi en una curva en forma de U. Nuestro cerebro piensa que la luz ha viajado en línea recta.

Nuestro cerebro no ve la imagen como luz doblada del cielo. En cambio, nuestro cerebro piensa que la luz debe haber venido de algo en el suelo.

El fenómeno óptico, el espejismo, no ocurre solo en los desiertos. Puede suceder en carreteras o en cualquier otro lugar cuando se cumplen ciertas condiciones de reflejo de la luz.

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¿Qué es un espejismo?

Cambio del índice de refracción del aire … ¿eres un estudiante de ciencias? Tiene algo que ver con la óptica de rayos / geométrica.