Espejismo: Definición, causas y tipos

¿Qué es un espejismo?

Un objeto es una entidad física con masa que ocupa espacio, mientras que una imagen es la representación visual de un objeto producida por un sistema óptico que transmite y refracta la luz. Entonces, ¿qué son los espejismos? Un espejismo se describe mejor como un fenómeno de refracción óptica, en el que la imagen de un objeto se distorsiona o se desplaza debido a cómo se refracta la luz. ”Refracción” en este contexto significa que la luz se desvía o redirige a medida que se mueve por el aire o la atmósfera.

El término “ilusión óptica” caracteriza mal lo que son los espejismos porque los espejismos no son alucinaciones, reflejos de luz, trucos de percepción o productos de la imaginación; Los espejismos son representaciones visuales reales de objetos creados por la refracción de la luz. Además, los espejismos son visibles no sólo para el ojo humano sino también como imágenes que pueden grabarse con una cámara. Los espejismos ocurren con mayor frecuencia en áreas con temperaturas extremas, como regiones polares o desérticas.

Ejemplo de espejismo en el desierto

Uno de los ejemplos más populares de espejismo es el espejismo del agua en el desierto, donde aparece la imagen de un lago azul en el horizonte distante, justo debajo de la superficie de la arena del desierto. Sin embargo, el ”lago” no es una masa de agua sino más bien una imagen desplazada e invertida del cielo azul. La siguiente fotografía muestra un lago espejismo en el desierto de Mojave, ubicado en las montañas de Sierra Nevada en el suroeste de Estados Unidos.

¿Qué causa un espejismo?

Los índices de refracción describen la velocidad a la que la luz viaja a través de un medio (como el aire, una lente o un vidrio) y cómo la luz se curva al pasar de un medio a otro. Cuando la luz se transmite a través de un medio con un índice de refracción constante, la luz viaja en línea recta. Sin embargo, cuando la luz se transmite a través de un medio con diferentes índices de refracción, la representación visual de ese objeto puede producir un espejismo porque la luz no sigue una línea recta. La atmósfera es un ejemplo de un medio que no tiene un índice de refracción consistente porque su índice de refracción cambia dependiendo de la densidad del aire. La densidad del aire cambia con los cambios de temperatura y presión; En la superficie de la Tierra, la temperatura es el factor principal que afecta la densidad del aire.

• A medida que aumenta la temperatura, disminuye la densidad del aire y disminuye el índice de refracción.
• A medida que disminuye la temperatura, aumenta la densidad del aire y aumenta el índice de refracción.

Un gradiente de temperatura vertical se forma cuando diferentes capas de aire tienen diferentes temperaturas, diferentes densidades y diferentes índices de refracción. La luz viaja a través del aire más caliente más rápido que el aire más frío porque el aire caliente es menos denso. Lo que causa que aparezca un espejismo cuando hay un gradiente de temperatura vertical son las diferencias en los índices de refracción entre capas de aire, lo que hace que la luz se mueva del aire más caliente al más frío en una trayectoria curva.

Tipos de espejismos

Los espejismos pueden ser simples o complejos. Los espejismos simples incluyen espejismos inferiores, que describen fenómenos de refracción óptica en los que aparecen imágenes de espejismo debajo del objeto, y espejismos superiores, en los que aparecen imágenes de espejismo encima del objeto. Fata Morgana es un tipo de espejismo superior complejo que crea una elaborada serie de imágenes distorsionadas y apiladas.

Inferior

Los espejismos inferiores desplazan la imagen de un objeto distante de modo que la imagen parece inferior o debajo del objeto. Este tipo de espejismo suele ocurrir cuando el Sol calienta una superficie y crea un gradiente de temperatura vertical con las capas de aire más calientes más cercanas al suelo. En un espejismo inferior, la luz se refracta o se dobla hacia arriba, alejándose de la capa inferior de aire más cálido y hacia la capa superior de aire más frío, creando una imagen invertida o al revés que se desplaza hacia abajo. Espejismos inferiores pueden aparecer a lo lejos en cualquier superficie plana y calentada, como un desierto, un pavimento de asfalto o incluso el océano. Un ejemplo de espejismo inferior es el pavimento caliente o el espejismo desértico de un lago; el ”agua” es la imagen invertida del cielo.

Superior

Los espejismos superiores desplazan la imagen de un objeto distante de modo que la imagen parece superior o superior al objeto. Los espejismos superiores ocurren debido a un tipo de gradiente de temperatura vertical llamado inversión de temperatura, donde las capas de aire más frías están más cercanas a la superficie, lo cual es más común en aguas frías del océano o regiones polares. En un espejismo superior, la luz se refracta o se desvía hacia abajo, alejándose de la capa superior de aire más cálido y hacia la capa inferior de aire más frío, creando una imagen flotante o “inmensa” que se desplaza hacia arriba. Los espejismos superiores han hecho que los barcos parezcan flotar en el cielo.

Fata Morgana

Fata Morgana es un espejismo complejo y superior que produce numerosas imágenes apiladas vertical y horizontalmente, al revés y con el lado derecho hacia arriba, que cambian activamente, están significativamente distorsionadas y, por lo general, son irreconocibles del objeto original. Los espejismos de Fata Morgana crean imágenes que pueden parecer pilares, edificios, castillos, cadenas montañosas o torres; Este fenómeno de refracción óptica lleva el nombre de Morgan le Fay, un hada que cambia de forma de la leyenda artúrica. Los espejismos de Fata Morgana sólo ocurren si se dan dos condiciones:

1. Inversión de temperatura: debe haber un gradiente de temperatura en el que las capas de aire más cálidas se asientan sobre las capas de aire más frías.
2. Conducto atmosférico: debe haber un aumento pronunciado de la temperatura sobre el gradiente de temperatura invertido de un mínimo de 10 °C (50 °F) en 100 metros (330 pies), lo que desvía la luz lo suficiente como para atraparla a lo largo de la superficie de la Tierra dentro de el conducto.

Resumen de la lección

La refracción describe la redirección o curvatura de la luz a medida que se mueve a través de un medio, como aire, vidrio o una lente. Un espejismo es un fenómeno en el que la refracción de la luz hace que la imagen de un objeto parezca distorsionada o desplazada. La velocidad de la luz viaja a través de un medio y la forma en que la luz se curva se caracteriza por su índice de refracción. Cuando un medio tiene un índice de refracción constante, la luz viaja en línea recta. Sin embargo, el índice de refracción del aire cambia con la temperatura. A medida que aumenta la temperatura, disminuye la densidad del aire y disminuye su índice de refracción. A medida que baja la temperatura, aumenta la densidad del aire y aumenta su índice de refracción. Cuando las capas de aire tienen diferentes temperaturas, lo que se denomina gradiente de temperatura vertical, cada capa también tiene un índice de refracción diferente, lo que hace que la luz siga una trayectoria curva y puede crear un espejismo.

Los espejismos inferiores describen un fenómeno de refracción óptica en el que aparece una imagen debajo del objeto. Los espejismos inferiores son espejismos simples que aparecen cuando el Sol calienta una superficie plana, creando un gradiente de temperatura vertical donde las capas de aire más calientes están debajo de las capas de aire más frías. Un ejemplo de espejismo inferior es el espejismo de un lago en el desierto. Los espejismos superiores ocurren cuando una imagen aparece en una posición que está por encima del objeto real. Los espejismos superiores son espejismos simples que suelen aparecer en océanos fríos o regiones polares cuando hay una inversión de temperatura, donde capas de aire más frías están debajo de capas de aire más calientes. Un ejemplo de espejismo superior es un barco flotando en el cielo en el mar. Fata Morgana es un tipo de espejismo complejo y superior que crea numerosas imágenes apiladas que pueden parecer pilares, castillos, edificios o torres. Los espejismos de Fata Morgana ocurren cuando una fuerte inversión de temperatura crea un conducto atmosférico que atrapa la luz a lo largo de la superficie de la Tierra.