En primer lugar mi saludo respetuoso para toda la comunidad académica y científica de hive.blog, seguimos profundizando sobre el maravilloso fenómeno de la refracción de la luz, en esta oportunidad realizaremos otra pequeña pero significativa experiencia práctica con la finalidad de resaltar un efecto de invisibilidad producto del índice de refracción de los distintos medios materiales presentes en nuestro entorno.

Introducción

Nuestro esencial espectro de luz blanca o visible a nuestros sistemas ópticos naturales (ojos) nos ha brindado la posibilidad de comprender innumerables fenómenos intrínsecos mediante la propagación de los rayos luminosos componentes de un haz de luz, y lo hemos comprobado de manera teórica a través de anteriores artículos relacionados a la óptica geométrica.

Como ya hemos expresado, entre los fenómenos intrínsecos encontramos al de la refracción, por lo que es importante señalar que los rayos luminosos poseen distintas formas de refractarse y esa será nuestra tarea en este artículo, poder demostrar, que por medio del índice de refracción de los distintos medios materiales o elásticos de nuestro entorno es posible obtener un efecto de invisibilidad de ciertos cuerpos.

Debemos resaltar que el índice de refracción de cualquier medio material está vinculado a la velocidad de la luz en dicho medio y además relacionado con el cociente de la velocidad de la luz en el vacío, esto es lo que nos proporciona el índice de refracción absoluto de determinado medio material, tal y como lo comprobamos en el anterior artículo con los índices de refracción del aire y del agua, y con ello pudimos ser testigos en la diferencia de refracción de los rayos de luz entre un medio y otro.

En esta oportunidad analizaremos los índices de refracción del aceite y el vidrio con la finalidad de verificar la similitud entre ambos índices lo cual permite que se origine un efecto de invisibilidad como lo observaremos en nuestras experiencias prácticas, además revisaremos si este efecto es posible obtenerlo (invisibilidad) con la combinación del agua y el vidrio, tomando en el señalado fenómeno de la refracción.

Por lo tanto, realizaremos dos pequeños pero significativos experimentos, con la finalidad de seguir conociendo otras formas de refracción de los rayos luminosos, en donde, gracias a dicho fenómeno de la refracción es posible dejar de visualizar un determinado cuerpo, es decir, el efecto que ya hemos denominado de invisibilidad, por lo tanto, interesantes experimentos que sin dudas nos permitirán seguir ampliando el conocimiento del fenómeno de la refracción de los rayos luminosos.

Cálculo de los índices de refracción del aceite y del vidrio

Antes de entrar en detalle sobre nuestras experiencias prácticas, es importante realizar el cálculo de los índices de refracción de los referidos medios materiales con la finalidad de tener una idea del comportamiento de los rayos luminosos al atravesarlos, para ello es necesario recordar que la velocidad de la luz en el vacío (c) es de 299.792.458 m/s, y además, la velocidad de la luz en determinados medios materiales dependerá de la configuración o estructura molecular de dicho medio.

De acuerdo a lo antes expresado sabemos que la velocidad de la luz será diferente en cada medio material atravesado, esto es lo que determina el índice de refracción y el mismo se obtiene con la relación n = c/v, como podrán observar a continuación:

Ya con los cálculos realizados en relación a los índices de refracción antes descrito podemos notar una pequeña diferencia entre un valor y otro de 0.071, esto nos permite pensar que esta pequeña diferencia nos permitirá cumplir con nuestro propósito del efecto de invisibilidad planteada, ya que a simple vista no es posible observar tal diferencia entre ambos índices de refracción pero conozcamos nuestra experiencia práctica.

En la anterior experiencia pudimos observar que a pesar que la luz posee diferentes formas de refractarse según el medio que atraviesa, y en consecuencia la velocidad de la misma es distinta, en esta oportunidad como los índices de refracción son muy parecidos entre el aceite y el vidrio, esto hace que los rayos luminosos de los dos recipiente de vidrio se refracten de forma casi paralela o paralela, por lo tanto, sin doblarse por lo menos antes nuestros ojos, logrando el efecto de invisibilidad antes observado.

Este efecto también es posible observarlo desde otro punto de vista, en el cual utilizaremos un recipiente de vidrio, agua y una moneda, y gracias al fenómeno de la refracción podemos ver otro tipo de invisibilidad como podemos observar a continuación:

En las anteriores figuras pudimos observar como la moneda desaparece ante nuestra mirada, y esto se debe a que la moneda no se encontraba en el interior del recipiente de vidrio, sino debajo, y por lo tanto, los rayos luminosos de dicha moneda sufrieron múltiples refracciones, ya que primero pasaron del aire al vidrio (del fondo del recipiente), luego al agua y del agua al vidrio (de las paredes de dicho recipiente), y por ultimo al aire, todo este recorrido ha hecho que los rayos se han doblado tanto que no logran apuntar hacia nuestra vista, como se detalló en nuestras anteriores imágenes.

Conclusión

Con los cálculos anteriores sobre los índices de refracciones seguimos demostrando que los rayos de luz emitidos por cualquier partícula, cuerpo u objeto de nuestro entorno se refractan de manera distinta dependiendo de los medios materiales atravesados.

El fenómeno de la refracción es parte de nuestro día a día ya que la luz nos permite captar nuestro entorno tal y como es, podemos decir entonces, que debemos entender dicho fenómeno lo mejor posible, por lo tanto, nuestros ojos son constantemente testigos del desarrollo de las distintas maneras de refractarse la luz, pero en ocasiones desconocemos tal hecho.

El propósito de estos artículos es poder brindar algunos ejemplos relacionado a la refracción como pudimos ver en las anteriores experiencias prácticas, comprobando que los rayos luminosos emitidos por cualquier fuente emisora sufren diferentes tipos de doblamientos al momento de su propagación, en esta oportunidad logramos disfrutar del efecto de la invisibilidad producto de similares índices de refracciones como por múltiples refracciones como lo fue el caso de la moneda debajo del vaso de vidrio.

De esta manera podemos encontrarnos con tantas otras formas de refracciones que son tan interesantes como las analizadas en esta oportunidad, lo importante es poder complementar el contenido teórico con experiencias experimentales como estas ya que de esta manera podemos comprender mejor el fenómeno de la refracción y con ello el de la luz.

Hasta otra oportunidad mis apreciados lectores.

Nota: Algunas de las imágenes fueron elaboradas usando la aplicación de Power Point, las imágenes de nuestra experiencia práctica fueron tomadas con un teléfono ZTE y el gif animado fue elaborado con la aplicación de PhotoScape.

Referencias Bibliográficas consultadas y recomendadas

[1]Charles H. Lehmann. Geometría analítica.

[2]Determinación de los índices de refracción.

[3]Propagación de la luz en materiales.

[4]Refracción.