Zawartość
Kiedy patrzymy na basen, sprawy nie wyglądają dokładnie tak, jak są. W rzeczywistości wydaje się, że wszystko jest ściśnięte, a sam basen jest płytszy niż powinien. Powodem tego jest to, jak światło przechodzi przez wodę i powietrze.
Fale Światła
Światło pochodzące ze źródła lub uderzone przez obiekt porusza się falą.Tak jak fala wody na powierzchni jeziora rozprzestrzenia się od wewnątrz, jak rozszerzający się okrąg, fala światła (lub jakakolwiek inna poruszająca się w trzech wymiarach) rozprzestrzenia się od środka na zewnątrz jak rozszerzająca się kula . Kiedy kula światła napotyka obiekt lub powierzchnię, oświetla go. Kiedy przechodzi przez inne medium, gdy światło opuszcza wodę i wchodzi do powietrza, coś dzieje się z falą.
Natura światła
Tożsamość fali światła jest głęboko zakorzeniona w sferze mechaniki kwantowej, ale dla naszego celu możemy myśleć o niej jako o falach pól elektrycznych i magnetycznych. Ilekroć porusza się pole elektryczne, tworzy ono pole magnetyczne, a to z kolei tworzy więcej pól elektrycznych. Razem wytwarzają falę energii, którą postrzegamy jako światło. Dlatego światło nazywane jest również promieniowaniem elektromagnetycznym.
Światło i środki
Światło porusza się ze stałą prędkością w próżni, która określa prędkość światła. Jednak gdy światło przechodzi przez medium (takie jak powietrze, woda lub szkło), porusza się trochę wolniej. Ponieważ światło składa się z pól elektrycznych i magnetycznych, cząstki naładowane elektrycznie odczuwają ich obecność. Gdy fale świetlne przechodzą przez medium, powodują, że wszystkie ich protony i elektrony oscylują trochę, a oscylacja powoduje, że cząstki emitują własne promieniowanie elektromagnetyczne, które pojawia się tuż po oryginalnym świetle. Gdy te opóźnione fale sumują się, skutkuje to falą światła o tej samej częstotliwości, ale krótszej długości fali, co powoduje efekt poruszania się światła wolniej przez medium.
Załamanie
Gdy fala świetlna przechodzi do nowego medium, zmienia prędkość. Tej zmianie prędkości towarzyszy zmiana kąta. Klasyczną analogię do tego wykonuje się za pomocą opaski wojennej. Wyobraź sobie wpływ na szeregi muzyków, którzy przemieszczają się od gładkiego chodnika do błotnistego leniwego, spowalniając ich. Przejście następuje pod pewnym kątem, tak że lewa strona grupy pojawia się w pierwszym błocie, a następnie po prawej stronie. Jak możesz sobie wyobrazić, jeśli najwolniejsi muzycy po lewej stronie chcą trzymać się w linii z najszybszymi muzykami po prawej, muszą nieznacznie zmienić kierunek. Kiedy wszyscy są w błocie, poruszają się nieco w lewo w stosunku do pierwotnego kierunku. W ten sam sposób przednie fale światła zmieniają kierunek, gdy przechodzą z jednego medium do drugiego.
Efekty
W ten sposób załamanie światła powoduje iluzję płytkiego basenu. Gdy oglądasz basen od góry do dołu, widzisz zmieniający się kąt wychodzący z wody w powietrze. W szczególności światło podróżuje znacznie szybciej w powietrzu niż w wodzie. Światło pochodzące z dna basenu jest załamywane w twoich oczach pod mniejszym kątem. Widzisz więc dno basenu nieco powyżej pozycji, w której leży.