PHdC 70: de caracoles mojados y espejos corridos

¡Volvemos con una nueva edición de PHdC!

• ¿Por qué los caracoles salen con la lluvia?
• ¿Existe «corrimiento al rojo» del espejo?
  

No os preocupéis si vuestra pregunta no se responde inmediatamente. Es posible que esté en cola esperando ser publicada o que sea una pregunta que le esté dando más quebraderos de cabeza de lo normal a nuestros expertos compañeros. Os pedimos paciencia.

Os recuerdo el enlace en donde podéis encontrar las distintas formas de hacernos llegar todas vuestras dudas. ¡Atrévete con todas esas preguntas que nunca te atreviste a hacer o que nadie te supo responder!

¿Por qué los caracoles salen con la lluvia, y cómo la detectan?

-Pregunta llegada vía HdC por Ununcuadio-

Imagen de tpeñalver.

Cuando llueve, se libera al ambiente una sustancia llamada geosmina. Esta sustancia es producida por una bacteria llamada Streptomyces coelicolor. Al llover, estos microorganismos se hidratan y se hinchan, liberándola. Los caracoles son capaces de detectarla y por eso salen al exterior y aprovechan la humedad para desplazarse.

Como curiosidad, también te diré que esa molécula es la que provoca el “olor a tierra mojada”.

Si el reflejo en un espejo es debido a que el fotón que incide excita a un electrón del espejo, emitiendo éste otro fotón que es el que vemos al mirar al espejo ¿se pierde energía en el proceso? ¿se observa un “corrimiento al rojo” del reflejo?

-vía HdC porVíctor-

El fotón como partícula elemental, está sujeto a la dualidad onda-corpúsculo.

Cuando un fotón incide sobre una superficie se comporta como una onda que sigue las leyes físicas de la reflexión (cambio de dirección que experimenta el rayo en el mismo medio) y de la refracción (cambio de dirección del rayo incidente al cambiar de medio). Que se comporte de una manera u otra, depende del material del que esté hecho la superficie sobre la que choca el rayo de luz. Por ejemplo, las sustancias negras absorben la luz (refracción total), mientras que en la superficie de metales o espejos la luz rebota por el fenómeno de reflexión. Es decir, se cumple que:

• El rayo incidente forma un ángulo de incidencia respecto a la normal igual al del rayo reflejado;
• El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal están en el mismo plano.

Como partícula el fotón que incide es absorbido por los electrones de la superficie que son excitados y emiten otro fotón igual. Claro que esto es la teoría, en la práctica la reflexión producida por los espejos es solo del 96% de la potencia luminosa incidente. Por eso, para telecomunicaciones se emplean otro tipo de materiales como la fibra óptica, aunque también se ha conseguido el espejo perfecto utilizando un cristal fotónico. En cualquier caso, como me ha explicado el compañero Víctor Pascual del Olmo, la energía que se pierde lo hace en forma de calor, de manera que la onda reflejada no cambia su frecuencia, y no hay un corrimiento al rojo.

Además de la explicación anterior hay un detalle a tener en cuenta. En toda reflexión de luz, a nivel cuántico, se producen absorciones y emisiones de fotones por parte de los electrones del material. Estos procesos están cuantizados ya que los electrones solo pueden absorber unos valore determinados de la energía y no tienen permitido por las leyes de la mecánica cuántica absorber energías intermedias. Esto es porque los niveles electrónicos están cuantizados y los electrones solo pueden ir de un nivel a otro, no pueden quedarse “por en medio”. Por tanto, en el proceso de reflexión no se puede producir un corrimiento al rojo porque si el fotón se refleja significa que ha sido absorbido y re-emitido.

El corrimiento al rojo se produciría si estuviésemos a distancias astronómicas del espejo (o si hubiese un enorme campo gravitatorio en las cercanías), pero eso es, como se suele decir, otra historia.

PreguntaHdC