Ulexita, fibra óptica natural

Fijáos qué pequeña maravilla recuperé hace unos días para mi colección de minerales:

La ulexita es un mineral de boro hidratado (NaCa[B5O6(OH)6]·5(H2O)) que suele aparecer con una forma similar a bolas de algodón compuestas de pequeños cristales con forma de aguja en depósitos minerales producidos por evaporación —playas fósiles o lagos salados desecados. A veces, sin embargo, puede encontrarse formando complejos de fibras paralelas. Si se talla y se pule según dos planos perpendiculares a la dirección de las fibras, puede revelarse una curiosa propiedad: no sólo son transparentes, sino que conducen la luz a lo largo de su eje gracias al fenómeno conocido como reflexión interna total.

Todo medio transparente propaga la luz “peor” que el vacío, lo que significa que su velocidad de propagación será menor que c (los famosos 300000 km/s del límite de velocidad universal —redondeando, claro). Esta diferencia se caracteriza con un simple número llamado índice de refracción del medio, que podemos obtener para cada material dividiendo c por la velocidad de la luz¹ en él. Al atravesar la frontera entre dos medios transparentes, los rayos luminosos se ven afectados por el cambio de velocidad y se doblan según una ley sencilla: la ley de Snell, que relaciona los ángulos de incidencia con los índices de refracción a un lado y a otro.

Si uno de los dos medios transparentes es el aire, el otro tendrá un índice de refracción mayor. En ese caso es muy sencillo demostrar que para la luz que está dentro del medio de mayor índice existe un ángulo límite de incidencia. Todo rayo luminoso que incida en la frontera con ángulos mayores que ese (se miden respecto de una perpendicular) se quedan atrapados dentro. Una imagen para aclararlo:

Y un vídeo en el que se muestra este mismo efecto usando un chorro de agua:

La ulexita tallada como la pieza que habéis visto en el primer vídeo se comporta, a todos los efectos, como un paquete de fibras ópticas naturales muy finas; no es raro que en algunos sitios las llamen “piedras televisión”.


¹ En realidad se trata de la velocidad de fase, que es la velocidad a la que se mueve un máximo (o un mínimo) de la onda luminosa. Bajo la condición de ondas planas esta velocidad coincide con la de propagación.

P.S.: para los que entendáis el texto del libro que aparece en el vídeo: sí, es un pequeño homenaje.

Publicado por

Iván Rivera

Another instance of Homo sapiens.

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