La refracción lumínica

La refracción lumínica es algo que vemos todos los días, y la causal de algunos de los fenómenos lumínicos más asombrosos de la naturaleza. En pocas palabras la refracción lumínica es un fenómeno en el cual un rayo lumínico cambia tanto su dirección como su velocidad al pasar de un medio físico a otro con un índice de refracción distinto entre sí. Éste es uno de los conceptos más importantes de la óptica geométrica, el estudio de la luz como si Ésta se tratase de rayos.

El índice de refracción

El índice de refracción es un cociente entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en otro medio, como por ejemplo el agua. A mayor índice de refracción más lento viaja la velocidad de la luz en dicho medio. Por ejemplo, el índice de refracción en el vacío es de 1, mientras que en el agua es de 1,3330. Es decir, la luz viaja de manera más lenta en el agua que en el vació.

Incluso el más leve cambio del índice de refracción entre dos medios puede generar efectos visuales sorprendentes. Un gran ejemplo de esto son las cavernas submarinas halocinas, cavernas en las cuales se combina una capa de agua dulce proveniente de un río y una capa de agua salada proveniente del mar sin que ambas lleguen a mezclarse. Los buzos que bucean a través de las mismas, cuando cruzan la frontera entre ambas capas, dan la ilusión de «estar volando sobre el agua», precisamente porque el agua dulce tiene un índice de refracción menor y la luz viaja más fácilmente a través de ésta.

Fotografía de un buzo en una caverna halocina.
Buceo en cavernas donde una capa de agua dulce y una de agua salada halocina dan la ilusión de estar flotando en el aire.

Debido a que las cavernas halocinas son intrincadas y laberínticas cavernas, por regla general éstos buzos son también expertos en el espeleo buceo, es decir, el buceo a través de estrechas y peligrosas cavernas submarinas.

Existe otro campo más avanzado de la óptica, es decir la óptica ondulatoria donde se abandona el concepto de rayos y se estudia la luz como esta es verdaderamente, es decir ondas. No obstante, la óptica geométrica es una manera más simple y así mismo relativamente útil para estudiar el comportamiento de la luz.

Utilizando los principios anteriormente mencionados y técnicas de macrofotografía se pueden obtener efectos lumínicos asombrosos.

Fotografiando la refracción lumínica

Esta espectacular galería de imágenes vemos como mediante la utilización de técnicas de macrofotografía y refracción de rayos lumínicos, se han logrado crearse asombrosos patrones de colores y formas. Lo interesante no sólo está en la técnica en sí. Sino que además los patrones mismos son logrados gracias a las singularidades y características únicas de la superficie refractaria.

A continuación podemos ver algunos de los ejemplos generados:

Estas técnicas utilizan los principios de refracción de la óptica geométrica anteriormente mencionados, en las cuales los rayos de luz refractan contra las superficies refractantes creando bellos y coloridos patrones.

Fotografiando la luz.
Creación de formas mediante la refracción de rayos lumínicos.

Fotografíando el sonido

A lo largo de la historia hubo varios intentos por parte de distintos investigadores y científicos por «fotografiar lo invisible». Un ejemplo de esto es el experimento a mediados del siglo XX conducido en los Laboratorios Bell for fotografiar las ondas sonoras. Este fue un experimento revolucionario y muy avanzado para la época, a pesar de la simpleza del mecanismo creado para crear dichas fotografías. Puedes ver las fotografías del sonido y leer cómo lo lograron siguiendo este enlace: Cómo los Laboratorios Bell lograron fotografiar el sonido


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Puedes visitar en Flickr los distintos sets. Realmente, uno más asombroso que el otro:

Taming lights

Bending lights