4. REFRACCIÓN
4.1. Cuando un rayo luminoso (L) incide en un medio no homogéneo (A), como el agua o el vidrio, se bifurca al contacto con la superficie; uno de los rayos cumple la ley de la reflexión (R ), y el otro (S) penetra produciendo un ángulo diferente al de incidencia. Una vez atravesado el medio no homogéneo el rayo (L’) sigue la dirección inicial del rayo L.
4.2. En 1621, Willebrord Snell, observó que en función de la velocidad de la luz, al penetrar esta en otro medio, sufría una desviación que guardaba relación con el grado de incidencia, y también con el grado de refracción del medio. Pero sería Huygens, que consideraba la luz como fenómeno ondulatorio, quien elaboró índices de refracción, estableciendo que el índice de refracción de un material está determinado por la velocidad con que lo traspasa la luz. Dentro del nuevo medio, los rayos se trasladan rectilíneamente hasta encontrar la superficie límite opuesta, actuando nuevamente como rayos incidentes. Estos principios serían de gran trascendencia para los instrumentos ópticos que actúan con lentes.
4.3. La preocupación por medir la velocidad de la luz en el vacío, que lo intentó Galileo, y que en el siglo XIX los experimentos terrestres de Fizean, por medio de espejos, se aproximan, continuaran durante el siglo XX con la más alta tecnología iniciada por Michelson. Esta larga preocupación de los hombres de ciencia, tiene su justificación, y no se trata esta precisión de una cuestión secundaria, sino de controlar una de las más firmes constantes de la naturaleza. Y para el pintor tiene una especial importancia los diferentes medios por los que pase la luz, modificando su velocidad, traducido por sus diferentes frecuencias o longitudes de ondas variadas, porque ello repercute, nada menos, que en la creación de la gama cromática más sutil que nos brinda la naturaleza.
4.4. Una observación interesante desde el campo que nos ocupa, es comprobar como los rayos incidentes de 90º no producen refracción, mientras lo muy oblicuos tienen tal desviación que la refracción es absoluta. Este curioso fenómeno permite que la luz introducida en un tubo de alto índice de refracción, no atraviese el diámetro del tubo, sino que, rebotando en las paredes interiores, permite la reflexión hasta salir por el otro extremo; lo que nos permite conducir la luz por una trayectoria que no es la línea recta.
4.5. Cuando Newton hizo pasar un rayo de luz blanca a través de un prisma cristalino, descomponiéndolo en una serie de colores, se descubrió que los distintos colores forman diferente ángulo de refracción y, por lo tanto, éste no depende solo del índice de refracción de la sustancia que atraviesa, sino también del "color" de la luz que lo produce.
4.6. Los fenómenos del arco iris, las tonalidades de las nubes, el cromatismo de muchos atardeceres, espejismos en días de calor, etc., son atribuibles en gran parte a los efectos de la refracción que imponen muchos agentes naturales o artificiales a la incidencia de los rayos solares. Contemplar estos efectos en las pinturas paisajísticas, identificándolos con su origen natural, constituye un deleite agregado al puro placer pictórico.
4.7. Se presenta un esquema de la atmósfera terrestre en la página que denominamos Teorías de la luz (figura 2). Debido a que en los altos niveles de la atmósfera disminuye la densidad del aire, y el índice de refracción también, resulta que el sol permanecerá visible para nosotros después de haberse ocultado en la curva del horizonte. En el esquema se aprecia que un rayo de luz en la atmósfera se comporta curvilíneamente por las diferentes capas que envuelven la tierra y su distinto índice de refracción. Observemos que la refracción es menor en la perpendicular o cenit, acentuándose en la oblicuidad. Este efecto es el que produce el extraño fenómeno que tanto preocupó a los antiguos filósofos: en los eclipses totales de luna, cerca del horizonte, veían al mismo tiempo el sol por el lado opuesto. Para un espectador situado en el punto O, verá las imágenes V, de las realidades R,
4.8. Arte y ciencia responden a una misma realidad, expresada con lenguaje distinto. El universo es un todo unitario y, el hombre, como parte del cosmos, no puede disociar aspectos que expresan una misma Creación armónica. La conciencia del Universo adquirida por el hombre, basada en sus personales observaciones sensoriales, puede crearle errores y confusionismo, como pasa con la interpretación rectilínea de la trayectoria de la luz solar, cuando se trata, según hemos visto, de una curva casi paralela a la curva de la tierra, pareciéndonos que su imagen permanece más alta de lo que está en realidad, y viendo la imagen del sol algún tiempo después de haberse ocultado.
4.9. En el arte de la pintura es frecuente encontrar fenómenos distorsionantes, unas veces representados por los artistas que imitan los fenómenos naturales y, otras veces, efecto de sus propios materiales, de su utilización o emplazamiento respecto a las fuentes luminosas. Todavía nos asombran los misteriosos colores del Tiziano, Velázquez o Rembrant, que los modernos, con sus empastes directos y con mejores productos no han logrado superar. En la pintura de los maestros antiguos juega un importante papel la refracción de la luz sobre las diversas capas semitransparentes o veladuras, que filtran los efectos cromáticos, alterando, con diferentes índices de refracción, la luz de los variados medios que les ofrecen las sucesivas capas en que se han colocado los más simples colores. Desde el impresionismo los pintores han jugado más con los "contrastes simultáneos" de los colores puros y directos que con la refracción que se obtiene por las veladuras. Actualmente hay algunos pintores sevillanos que vuelven a las veladuras aunque con desigual fortuna, pues no es tanta la preocupación por la captación lumínica, como por la variedad y la riqueza, un tanto amanerada, de producir los matices que generan los óleos y barnices.
