Aunque la luz que emite cualquier fuente se propaga desde ella en todas las direcciones, al mirar a su alrededor, no se ve dicha luz, sino que únicamente se ve a la fuente emisora. Por ejemplo, al mirar por la noche hacia el firmamento, no se ve todo el cielo iluminado, sino únicamente los puntos luminosos que representan a las estrellas.

Coincidiendo con el Año Internacional de la Luz en 2015, el Espacio Fundación Telefónica realizó una interesante exposición creada por Jim Campbell, un ingeniero electrónico pionero en el uso de la tecnología lumínica para desarrollar instalaciones interactivas de gran valor artístico. En mayo de 2015 visitamos la exposición y tomamos fotografías de algunas de sus obras. La imagen adjunta corresponde a una de ellas. En este montaje el artista había formado hileras de bombillas dentro de una habitación en la que la única luz era la que emitían las propias bombillas. Las paredes, el techo y el suelo del recinto eran completamente opacos, de modo que dentro de la habitación no había ningún otro objeto que actuara como fuente secundaria. Los visitantes podíamos pasear entre las hileras de bombillas, colgadas del techo y situadas aproximadamente a la altura de nuestro pecho. Como se observa en la fotografía adjunta, en estas condiciones se ven únicamente esas fuentes primarias de luz (las bombillas encendidas), las cuales dibujan una especie de autopistas que profundizan hacia nuestro horizonte.

Esta invisibilidad de la luz y el hecho de que sí se ven, en cambio, los focos primarios y secundarios, se puede poner en evidencia en el laboratorio usando una fuente de luz láser dirigida hacia una pantalla blanca. El punto de la pantalla se ve (a la derecha de la fotografía) y el potente rayo de luz  láser es invisible (aunque se oscurezca por completo el laboratorio) tanto en el aire como al atravesar el agua.

Ahora bien, este mismo rayo se puede hacer "visible" interponiendo en su camino cualquier material que disperse la luz láser en todas direcciones, es decir, uno cuyas partículas actúen como focos secundarios (entre todas dibujan el recorrido del rayo). En el aire esto se puede conseguir fácilmente esparciendo polvo o ceniza (podemos, por ejemplo, quemar un papel y agitarlo). Dentro del agua el rayo se hace visible después de haber disuelto unas poquitas gotas de leche.

Teniendo en cuenta estos hechos, en el laboratorio, se usa habitualmente el banco óptico para mostrar las trayectorias que siguen los rayos luminosos en diferentes situaciones. Los estudiantes interponen pantallas provistas de rendijas y encima del banco óptico se observan las trayectorias de la luz. Por ejemplo, con una rendija se dibuja encima del banco óptico el recorrido rectilíneo de un rayo (foto a la izquierda), con 3 rendijas se ven 3 rayos paralelos encima del banco óptico (foto a la derecha), etc.

Estas trayectorias rectilíneas de la luz también se pueden ver en la naturaleza observando rayos que se filtran entre las nubes, los cuales se hacen visibles, estando el Sol está situado detrás de ellas, alrededor del crepúsculo (rayos crepusculares).  Los vemos porque varios compuestos del aire dispersan la luz del Sol.  Véase, a modo de ejemplo, la fotografía adjunta, perteneciente a la excelente página Web Fenómenos ópticos cotidianos y al Blog del mismo nombre, ambos obra del profesor Alfredo Luis Aina. Estos rayos son casi paralelos entre sí (con una divergencia inferior a medio grado, que es el tamaño angular del Sol), pero, mirando la fotografía, parece que provienen de un punto. Se debe a la perspectiva, que es similar a la de la otra fotografía en la que nos parece que los raíles del tren se juntan a lo lejos.

Un fenómeno mucho más difícil de ver, son los rayos anti-crepusculares, es decir, lo que sería el reverso de los rayos crepusculares. Para poder observarlos hay que mirar en la dirección opuesta (dejando el Sol a nuestra espalda), bien un poco antes del amanecer o bien nada más producido el ocaso. En la imagen adjunta, que también pertenece al Blog  Fenómenos óptico cotidianos, el profesor Alfredo Luis Aina (autor del Blog y de esta fotografía), nos enseña que la sombra de la Tierra que se observa muy nítida en el horizonte, es un indicador de que la fotografía fue tomada en uno de estos dos tramos horarios (en este caso fue antes del amanecer). Obsérvese que ahora, por hecho de mirar en la dirección opuesta (dejando el Sol a la espalda del observador) los rayos anti-crepusculares convergen en la fotografía (a pesar de que son, recordémoslo otra vez, prácticamente paralelos).

Este detalle de la sombra de la Tierra nos da pie para plantear otra manera de poner en evidencia la propagación rectilínea de la luz en el aula: Observando la sombra que dicha luz proyecta cuando en su camino se interpone un cuerpo opaco. En clase o en el laboratorio se pueden observar estas sombras usando una fuente de luz ordinaria y colocando al otro lado una pantalla o la propia pared para proyectar la luz (y su sombra) sobre ella. Adicionalmente podemos animar a los estudiantes a que observen también el fenómeno en el medio natural, sirviéndose del Sol como fuente de luz y de la Tierra como objeto interpuesto en el camino de la luz. Es importante saber que se trata de un fenómeno dinámico, ya que las posiciones relativas entre el observador, la Tierra y el Sol, están cambiando continuamente..

A la izquierda se puede ver una secuencia de imágenes que pone en evidencia esta evolución. Se ve claramente cómo va variando el tamaño de la sombra de la Tierra mientras amanece. Las fotografías están ordenadas de izquierda a derecha y de arriba a abajo (la última muestra la vista normal de día) y se dispararon a intervalos de dos o cuatro minutos.  Se tomaron el 14 de julio de 2003 sobre la bahía de San Francisco por el grupo ScienceVIEW desde el Lawrence Hall of Science (Berkeley). El punto blanco que vemos en  varias de ellas es, muy probablemente, la Luna.

Se puede realizar en el laboratorio un sencillo experimento para mostrar esto, preparando un medio no homogéneo a base de disolver azúcar en agua dentro de un recipiente de vidrio transparente (tipo pecera). Después de llenar el recipiente  con el agua hay que esparcir en ella una cantidad apreciable de azúcar y esperar aproximadamente un día a que la mayor parte de ese azúcar quede depositada en el fondo y deje a la vista en el fondo una capa de color blanquecino. En el resto del interior del recipiente queda una disolución del resto del azúcar y lo hace de tal forma que la concentración de esta disolución varía con la altura (tenemos un gradiente de la concentración que aumenta al irnos aproximando al fondo del recipiente. En estas estas condiciones, un rayo de luz láser que penetre lateralmente en el recipiente se curva hacia donde aumenta la concentración de la disolución (y, con ella, el índice de refracción) es decir, se curva en dirección vertical y sentido descendente.

Cuando se producen los espejismos, el asfalto está muy caliente y, por ello, cerca del suelo se tiene un gradiente de temperatura. El índice de refracción depende de la temperatura, que, en estas circunstancias aumenta al ir de de arriba hacia abajo, haciendo que la luz siga ahí trayectorias curvadas. Como consecuencia de esto, cuando miramos oblicuamente hacia ese suelo vemos imágenes invertidas de los objetos situados por encima del asfalto y, para justificar esas imágenes, nuestra mente se inventa un suelo mojado, como si sobre el asfalto hubiera un espejo.