¿Cuáles son los principales fenomenos opticos que existen?

El fenómeno óptico del halo

Si la atmósfera de la Tierra fuera un vacío, el único fenómeno óptico atmosférico observable sería una corriente de luz blanca procedente del sol. El hecho de que los colores aparezcan en la atmósfera es una consecuencia de la forma en que la luz blanca se descompone en sus componentes -rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo y violeta: el espectro- durante su interacción con los materiales de la atmósfera. Esa interacción adopta una de las tres formas generales siguientes: reflexión, refracción y difracción.

La reflexión se produce cuando los rayos de luz inciden en una superficie lisa y rebotan en un ángulo igual al de los rayos entrantes. La reflexión puede explicar el origen del color en algunos casos porque ciertas porciones de luz blanca se absorben o reflejan más fácilmente que otras. Por ejemplo, un objeto que parece tener un color verde lo hace porque ese objeto absorbe todas las longitudes de onda de la luz blanca excepto la del verde, que se refleja.

Una forma de reflexión -la reflexión interna- interviene a menudo en la explicación de los fenómenos ópticos. Durante la reflexión interna, la luz entra en una superficie de un material transparente (como una gota de agua), se refleja en la superficie interior del material y luego se refleja una segunda vez fuera del material. El color del arco iris puede explicarse parcialmente en términos de reflexión interna.

Ejemplos de fenómenos ópticos

Todos los fenómenos ópticos coinciden con los fenómenos cuánticos[1] Los fenómenos ópticos más comunes suelen deberse a la interacción de la luz del sol o la luna con la atmósfera, las nubes, el agua, el polvo y otras partículas. Un ejemplo común es el arco iris, cuando la luz del sol se refleja y refracta en las gotas de agua. Algunos fenómenos, como el rayo verde, son tan raros que a veces se piensa que son míticos[2]. Otros, como los Fata Morganas, son habituales en lugares favorecidos.

Lee más  ¿Cuál es la potencia de un foco de 100W?

Los fenómenos ópticos incluyen los derivados de las propiedades ópticas de la atmósfera; del resto de la naturaleza (otros fenómenos); de los objetos, ya sean naturales o fabricados por el hombre (efectos ópticos); y de nuestros ojos (fenómenos entópticos). También se enumeran aquí los fenómenos inexplicables que podrían tener una explicación óptica y las “ilusiones ópticas” para las que se han excluido las explicaciones ópticas.

Hay muchos fenómenos que se derivan de la naturaleza de las partículas o de las ondas de la luz. Algunos son bastante sutiles y sólo pueden observarse mediante mediciones precisas con instrumentos científicos. Una observación famosa es la de la curvatura de la luz de una estrella por el Sol, observada durante un eclipse solar. Esto demuestra que el espacio está curvado, como predice la teoría de la relatividad.

Ejemplo de fenómenos luminosos

Refracción atmosférica El fenómeno de la refracción es el responsable de nuestra capacidad para enfocar imágenes con una lente o con nuestro ojo. La refracción, o flexión de la luz, depende del índice de refracción del medio transmisor. La cantidad de curvatura puede ser muy grande en la superficie de una lente debido a su gran índice de refracción, normalmente alrededor de n= 1,5.

En la atmósfera se pueden observar varios fenómenos de refracción, pero las condiciones son muy diferentes porque el índice de refracción del aire es muy pequeño, ya que es un medio casi transparente. El índice de refracción del aire a temperatura y presión estándar (STP) es n= 1,00029 frente a exactamente 1 para el vacío. Las interesantes observaciones de los efectos de la refracción en la atmósfera surgen del hecho de que el índice de refracción varía con la temperatura y la presión, y del hecho de que las distancias de observación pueden ser muy grandes, de modo que una pequeña cantidad de refracción produce efectos observables. La refracción hace que los rayos de luz se desvíen hacia el medio más lento en una interfaz, por lo que en el aire la luz tenderá a desviarse hacia la zona de mayor presión, ya que la velocidad de la luz disminuye al aumentar la presión. También tenderá a curvarse hacia la zona de menor temperatura, ya que la velocidad de la luz será ligeramente inferior.

Lee más  ¿Cuáles son las partes de un barco?

Ejemplos de fenómenos ópticos atmosféricos

Un excelente ejemplo de espejismo superior ocurrió el 9 de enero de 2022 sobre el Estrecho de Georgia.    En la figura superior de abajo aparece lo que parece ser un iceberg flotando en las aguas del Estrecho de Georgia (Mar de Salish) entre Parksville, en la isla de Vancouver, y la ciudad de Vancouver, Canadá.    Pero en realidad, se asoma a las montañas Cheam al este de Vancouver (y al este de Chilliwack). En concreto, estas montañas estaban a unos 180 km al este del observador.    La figura inferior muestra que tanto estas montañas Cheam como el volcánico Monte Baker se asomaban porque la fuerte inversión de temperatura provocaba un espejismo superior.

Créditos: Foto de Simone Engels.    Vista mirando hacia el este desde el Parque Regional Moorecroft en la Isla de Vancouver (justo al sureste de Parksville, BC).    Tanto la cordillera de Cheam, en el valle de Lower Fraser, al este de Vancouver, como el monte volcánico Baker, en el estado de Washington, se ven más altos debido al espejismo superior.