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Espejo espejito

Andando por el desierto, a 50 grados a la sombra del único cactus que hay en kilómetros a la redonda, después de seis o siete horas con la cantimplora vacía, nuestros ojos nos engañan y empezamos a ver grandes océanos de agua pura y cristalina. Son los famosos espejismos, pero… Hace falta irse al desierto para verlos?

La respuesta es que no! Y de hecho, tampoco son nuestros ojos que nos engañan ni agua cristalina lo que vemos.

Así pues, vamos a responder a tres preguntas: ¿Cómo se produce un espejismo? ¿Por qué parece agua lo que vemos? y por último, ¿Dónde se ven los espejismos?.

Empecemos por el principio: Como sabréis, cuando la luz pasa de viajar por el aire a viajar por el agua cambia su velocidad. Pero no solamente la velocidad, sino también la dirección en la que viaja. Esto se debe a que el agua tiene un índice de refracción mayor que el aire. El índice de refracción es una propiedad de los materiales que nos dice cómo de rápido se mueve la luz en comparación con su velocidad en el vacío, y está muy relacionado con la densidad del material: Materiales más compactos dejan pasar menos luz, y por tanto se mueven más despacio.

Espejismo en el desierto

Cuando parece que vemos agua en la arena del desierto, realmente estamos viendo el cielo reflejado. Imagen tomada de Planet Science.

En los gases, la densidad está muy relacionada con la temperatura. Y por lo tanto, también lo está el índice de refracción. Así pues, cuando hace mucho calor y el suelo quema, el aire cercano al suelo está muy caliente, mientras que el más alejado está frío. Esto hace que el rayo de luz que viene por el cielo se desvíe (como si entrase en el agua, pero de forma contínua). En casos de calor extremo, el rayo llega a desviarse tanto que en vez de ir hacia abajo, pasa a volver a ir hacia arriba. Así, al llegar a nuestros ojos, en vez de ver la tierra, vemos el cielo como si el suelo fuese un espejo y se reflejase. Entonces, ¡lo que vemos que parece agua es en realidad el cielo!

Pero nosotros estamos convencidos de que lo que vemos es agua. Por qué es eso? Pues bien, cuando la luz cambia de medio no solamente cambia su velocidad y dirección. También hay parte de ella que es reflejada en lugar de entrar en el medio. Este principio es el en el que se basa, por ejemplo, la tecnología de fibra óptica que están instalando en todas las casas últimamente. El caso del paso de aire a agua no es distinto. El rayo de luz que viene del cielo incide sobre la superfície del agua y una gran cantidad de la luz es reflejada como si el mar (o el río) fuese un espejo. Así pues, el “azul del mar” no es azul del mar, sino del cielo reflejado sobre éste. Dado que la reflexión del cielo sobre el agua y el espejismo llegan a nuestros ojos con información idéntica, nosotros asociamos el reflejo sobre el agua con el agua.

Espejismo en la carretera

Los días de verano cuando aprieta el sol podemos ver espejismos en la carretera. Imagen tomada de Taringa.

Y nuestra tercera pregunta, dónde encontramos espejismos fuera del desierto, tiene dos posibles respuestas: Por un lado, ahora que se acerca el verano y vamos todos a la playa con un sol abrasador, es muy típico ver charcos en la carretera que según nos acercamos desaparecen. Esto no se debe a que por el calor se evapore el agua de repente, son espejismos debidos a las altas temperaturas. Y, ¿por qué solamente hay espejismos en la carretera y no en la hierba de alrededor? Pues bien, la carretera está hecha de asfalto, que al ser negro absorve mucha energía de la luz y se calienta en seguida. Sin embargo, la hierba tiene un alto contenido en agua, que tarda mucho en calentarse. Por eso el aire cerca de la carretera puede doblar los rayos de luz mientras que el que está lejos no puede.

Espejismo invertido

Barco reflejado en el cielo debido a un espejismo invertido en Finlandia. Imagen tomada de finland.fi.

Finalmente, el efecto inverso puede producirse cuando el aire cercano al suelo está más frío que el de encima. Esto puede darse en zonas frías del planteta, como los polos o Siberia. En este caso, en lugar de ver el cielo reflejado en el suelo, vemos el suelo reflejado en el cielo, como muestra la imagen de la izquierda.

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