Ando con una entrega de una parte de proyecto, trabajando unas 16 horas al día. Cualquiera que haya tenido un CDR de ingeniería sabe de lo que hablo. La semana que viene creo que podré ver de nuevo la luz del sol, pero de momento, y ya que hablamos del Sol, les dejo con una imagen que me ha impresionado.
Un cometa llamado Encke pulula tranquilamente por el Sistema Solar, sin meterse con nadie y sin amenazar con destruir la vida en la Tierrra [aunque sobre esto hay opiniones]. De repente, el Sol, que ha tenido una cena de isótopos pesados, se tira un eructillo y el cometa sufre las consecuencias:
Ando redactando un consultorio CPI sobre el funcionamiento de los espejos de las comisarías, esos que “sólo dejan pasar la luz en una dirección” (mentiramentiramentira). Había ido añadiendo cosas hasta que me quedó un tocho considerable, así que he decidido partir la entrada en dos. Hoy tan solo daremos también una vuelta somera por el mundo de los espejos, que tiene algunos datos CPI. Comencemos:
Todos conocemos el funcionamiento normal de un espejo. La luz llega a la superficie del espejo y rebota. El ángulo de entrada y el de salida son el mismo si el espejo es perfecto, y la explicación cuántica de este hecho es fascinante. Feynman la da en su libro QED sobre electrodinámica cuántica, que comentaremos aquí en breve.
Los primeros espejos se hacían puliendo planchas de metal hasta que reflejasen bien la luz. Luego se comenzó a azogar vidrio, es decir, recubrir la parte trasera del vidrio con azogue, que dicen por ahí que es mercurio pero que en todos los sitios que he buscado pone que son sales de plata (historiadores de la técnica, ¡help!). Hoy en día se utilizan compuestos de aluminio.
La pregunta de hoy es: ¿Por qué al acercar la llama de un mechero (o cualquier otro objeto) a un espejo podemos ver varias imágenes del objeto?
Para empezar, hay que decir que cuando la luz llega a una superficie, siempre pasan varias cosas:
1.- Parte de la luz pasa a través del medio. Cuanto más transparente sea, más luz pasará. Esto es lo que esperamos todos de una ventana, que deja pasar la luz. A este parámetro que mide la transparencia se le denomina técnicamente “transmitancia” y va de 0 (no pasa nada de luz) a 1 (pasa toda la luz, cosa que es imposible en el mundo real). Sin embargo,
2.- Parte de la luz se refleja (siempre). Puede que sea sólo un 5%, pero en cualquier medio transparente, por muy limpio que esté, tendremos un rebote (luz reflejada). El parámetro que mide la capacidad de reflexión de un material es la “reflectancia”. Por último,
3.- Parte de la luz es absorbida por el medio y transformada en calor (movimiento de las moléculas del medio). Siempre. Por eso los espejos se calientan al sol. A este parámetro se le llama “Absorbancia” (feo palabro). Despreciaremos este término en aras de la simplicidad.
Así que cuando la luz llega a un vidrio, parte de ella será reflejada y parte transmitida. Esto es importante para lo que sigue.
Comencemos por distinguir entre un espejo de primera superficie y uno de segunda superficie. Los espejos de primera superficie tienen el material reflectante en la cara “de delante” (en la primera superficie a la que llega la luz). Son mejores porque no tienen dobles reflejos, pero son más caros y delicados y cualquier rayajo desprende la superficie reflectante. En los laboratorios de óptica son los más utilizados.
Los espejos de segunda superficie tienen el recubrimiento reflectante en la parte de detrás del vidrio. Son los espejos que hay en las casas. La luz entra en el vidrio, rebota en su parte espejada posterior y vuelve a salir. Ventajas: la capa reflectante está protegida por el vidrio. Desventajas: existe la posibilidad de dobles y triples reflejos, debido a la luz que rebota entre las caras del vidrio. Veamos un esquema y un ejemplo de esto último (clic para ampliar):
En realidad, como vemos en el anterior esquema, hay siempre más de un reflejo. Lo que ocurre es que la mayoría son tan tenues que no los vemos. Y ahora, de la teoría a la práctica. Me voy a un espejo de casa y le saco una foto a un humilde boli Bic a poca distancia del espejo (clic para ampliar):
La anterior imagen no está movida. Puede apreciarse el doble reflejo tanto en la punta del boli como en los nudillos.
Cuando ya tenía la imagen del boli subida y maquetada, se me ocurrió que con un mechero, que emite luz propia, sería posible ver más reflejos. Efectivamente (clic para ampliar):
Se pueden apreciar hasta cuatro reflejos. Uno de ellos está por delante del reflejo principal, y es por tanto el reflejo que sale directamente del vidrio sin pasar por el espejo. Los otros dos están por detrás: son reflejos que han pasado dos o más veces por el espejo. Así que ya tienen algo con lo que impresionar a los sobrinillos, estimados lectores. “Cuando te miras a un espejo estás viendo multitud de imágenes de ti mismo, pero están tan juntas y son tan débiles que no te das cuenta y parece que sólo hay una”.
Por último, un divertimento que encontré buscando cosas sobre espejos: ¿Cómo demonios funciona este espejo comeplátanos ? A la primera impresiona, pero prestando atención se ve el truco (ojo, que en los comentarios dan pistas muy claras):
Actualización 2: Jose (¡gracias!) nos manda una foto y una explicación muy interesante sobre un tema relacionado:
Te envío una foto del reflejo de un mechero en una *ventana*, con 4 reflejos: esto se usa para saber cuantos cristales tiene la ventana, y saber así si tiene cámara de aire o no. Con dos reflejos, tiene una cámara de aire, o dicho de otra manera, dos cristales. Con 4 reflejos tiene cámara de aire y cristales de seguridad (cada cara de la ventana está compuesta por dos cristales pegados entre sí = 4 cristales). También los hay de 3: cámara de aire, con un cristal de seguridad y otro normal (normalmente tintado para el lavabo).
Los que tengan buena vista para los detalles habrán notado que la astroimagen del día que sale en la barra derecha ha cambiado de formato. Antes enlazaba directamente a APOD, la página de la NASA que lleva doce años, doce, publicando diariamente una imagen astronómica con la explicación de un profesional. Desde hace unos días, sin embargo, la he sustituido por la versión española: Observatorio.
El proyecto de Observatorio, creado por Álex Dantart, es, en primer lugar, ofrecer la traducción al castellano de la imagen diaria de APOD. En segundo lugar, es ir traduciendo el archivo histórico (miles de fotografías con sus explicaciones) para acabar, finalmente, con un equivalente completo del original, pero en castellano.
Observatorio es un proyecto sin ánimo de lucro ni publicidad. Si quieren echar cinco (o tal vez diez) minutillos de vez en cuando y traducir alguna de las fotografías, serán bienvenidos; sólo tienen que darse de alta como traductores. El único requisito es no andar mal de inglés (ni de castellano ) y que les guste la astronomía.
En estos momentos hay traducido un 55% del histórico. Queda mucho trabajo por hacer, pero si somos unas cuantas decenas lo podremos tener en tiempo récord.
Estas mulas son muy especiales: se les conoce como “bibliomulas” y están ayudando a llevarles los beneficios de la lectura a personas que están aisladas de gran parte del mundo que los rodea.
¡¡¡Buenas!!! Primeramente, enhorabuena por el blog como se suele decir, me encanta. No es mi primera duda, aún sigo esperando una, pero puede aguantar xD.
Mi duda es sobre el fuego, y su tendencia de ir hacia arriba. Es por todos conocida esta tendencia, el fuego siempre sube, en el caso de un mechero, por mucho que lo gires, la llama siempre apuntará hacia arriba. Pero y en el espacio exterior, en una nave espacial donde no hay arriba o abajo, sé que la gravedad ahí arriba no es muy inferior a la de la superficie terrestre, pero en su órbita, da la sensación de tal. Y ahí va la duda, con un mechero Zippo, porque uno de gas no valdría para el experimento, puesto que el gas sale a propulsión, y hacia ahí iría el fuego.
¿Qué le pasará a la llama de un mechero Zippo ahí arriba? Podría ser una esfera de fuego como pasa con el agua, no?
En efecto, Daniel. No andas desencaminado. La combustión es un ejemplo clásico de estudio en condiciones de microgravedad. Para este artículo usaremos una vela en vez de un Zippo, que viene a ser lo mismo.
Cuando se quema un combustible (una sufrida vela, por ejemplo) en aire bajo la acción de la gravedad, el aire alrededor de la llama se calienta, disminuyendo su densidad con respecto al aire frío lejos de ella. Esta diferencia de densidades bajo la acción del campo gravitatorio genera un movimiento, denominado convección natural o libre, en el que el aire caliente, menos denso, asciende, siendo reemplazado por aire más frío que vuelve a calentarse al acercarse a la llama. Esto origina los siguientes efectos:
– Los productos calientes de la reacción se alejan y oxígeno limpio es transportado hacia la llama.
– La combinación entre el anclaje de la llama a la mecha y el fluido que se dirige hacia arriba hace que la llama adquiera la forma de una lágrima. El sólo cálculo de esta forma de lágrima, que me ayuden nuestros aeronáuticos, es un infierno. Ya lo dijo Leonardo da Vinci: “Cuando se trate de agua [fluidos], primero haz el experimento y luego te metes con la teoría“.
En la convección forzada, en cambio, se obliga mediante, por ejemplo, un ventilador, a que el fluido se mueva.
La convección natural afecta a la propia combustión en sí, ya que continuamente está renovando el oxígeno en las proximidades de la llama, facilitando la combustión. En ausencia de gravedad la convección natural no existe, el aire menos denso no asciende, de modo que el aporte de combustible al mantenimiento de la llama por este medio desaparece y si la llama se mantiene, debe ser por otros mecanismos físicos que en presencia de la gravedad podrían ser, incluso, irrelevantes.
En un ambiente de microgravedad, la provisión de oxígeno y de vapor combustible se encuentra controlada por un proceso mucho más lento de difusión molecular. ¿Y qué es la difusión molecular? Pues simplemente, esperar a que los átomos de oxígeno vayan llegando, aleatoriamente, a las proximidades de la llama. El hecho de contar con menos oxígeno y combustible hace que la temperatura de la llama la velocidad de combustión disminuya, lo que la hace menos brillante, y también más azulada, al no elevarse por flotación los restos de la combustión incompleta, que son amarillos, naranjas y rojos. La llama queda anclada lejos de la mecha y tiende hacia la esfericidad, en efecto:
Una foto aún más bonita (cortesía de la NASA; claro está):
Y por último un vídeo, aunque compuesto de varias fotos tomadas en cortos intervalos, que los astronautas de la NASA hicieron en la vieja y querida MIR:
El cometa lagartija
) y que les guste la astronomía. 
