La refracción es un cambio en la dirección de la luz cuando pasa de un medio a otro.
Por ejemplo, cuando la luz pasa del aire al agua, la dirección de la luz cambia en un ángulo.
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Es por eso que ves un lápiz roto cuando lo pones dentro de un vaso de agua.
La refracción se debe a que la velocidad de la luz es diferente de un medio a otro. Si en los 2 medios la velocidad de la luz es la misma, no hay refracción. Por ejemplo, en vidrio y glicerina, la velocidad de la luz es la misma, entonces no ocurre refracción. Puedes ver ese video en el que el vidrio desaparece mágicamente en glicerina:
Esto se debe a que no hay cambio en la dirección de la luz cuando se pasa de la glicerina al vidrio y se sale del vidrio a la glicerina. Entonces, el ojo no puede ver el vidrio porque la luz no cambia su dirección.
Los espejismos se deben a la refracción. El aire frío tiene una velocidad de luz diferente a la del aire caliente. En un desierto, las arenas calientes calientan el aire cerca del suelo y en la altura el aire es frío, luego, cuando el paso de la luz cambia su dirección en pequeños ángulos de pulgada a pulgada.
Eso es porque cuando el techo está caliente, ves la superficie como un espejo (puedes ver eso en las carreteras en verano).
Y se producen espejismos superiores cuando el aire frío está en el suelo y el aire cálido está en lo alto
¿Puedes ver el barco en el aire?
En la refracción, cuando la luz incide en un ángulo más alto que un ángulo crítico, la luz no se refracta y refleja en su lugar. Eso se llama refracción total.
Aquí tienes 3 diagramas. Paso ligero de abajo hacia arriba medio. A la izquierda, la luz incide en el medio en un ángulo inferior al ángulo crítico, la luz pasa al medio 2 con otro ángulo (refracción). En el medio, la luz incide en el medio 1 con el ángulo crítico, en el medio 2 la luz toma un ángulo de 90º. A la derecha, la luz incide con un ángulo superior al ángulo crítico. En ese caso, no hay refracción y refracción de luz.
Eso solo sucede cuando la luz pasa de un medio a otro con una mayor velocidad de la luz (solo sucede cuando la luz pasa del agua al aire y nunca pasa del aire al agua) y para ángulos superiores a un ángulo crítico.
Mira esa foto tomada bajo el agua:
¿Puedes ver el barco? Si observa, puede ver dentro del agua la parte inferior del barco y la parte más alta del barco y el cielo, pero no el barco. Eso es porque la refracción total.
En ángulos pequeños, la luz refracta y puedes ver el cielo y la parte más alta del barco. Pero a ángulos más altos, la luz se refleja y no se refracta. Luego ves la superficie del agua como un espejo que refleja el fondo del mar.
