Что происходит с лучом на границе сред
На границе вода–воздух луч преломляется: он уходит дальше от нормали, потому что переходит в среду с меньшим показателем преломления. Закон Снеллиуса:
При n_вода = 1,33 и n_воздух = 1,00 угол выхода θ₂ больше угла входа θ₁.
Почему глаз видит излом
Из нижней части ложки (под водой) к глазу идёт луч. На границе он отклоняется. Мозг не знает про преломление — он считает, что свет всегда идёт по прямой, и мысленно продолжает пришедший луч назад. Этот воображаемый продолжённый луч указывает не на реальную нижнюю часть ложки, а на сдвинутое вверх и в сторону место. Там и «видится» нижний конец ложки, хотя реально он в другом месте.
Граница как «излом»
Верхняя часть ложки в воздухе видна правильно — без преломления. Нижняя часть в воде видна сдвинутой. На уровне поверхности воды эти два образа не совпадают — возникает видимый излом. Чем больше угол наклона ложки к поверхности, тем заметнее эффект.
Почему карандаш, монета или рыба тоже «смещены»
Тот же эффект: любой предмет, частично или полностью погружённый в воду, виден не там, где он реально находится. Монета на дне аквариума кажется ближе к поверхности. Рыба кажется выше. Это не ошибка зрения — это физика преломления, которую нужно учитывать, например, при прицеливании подводного охотника.
Как убедиться, что ложка целая
Достаньте ложку из воды — она целая. Или посмотрите на неё сбоку, вдоль поверхности воды: с этого угла смещение минимально. Можно также погрузить глаз ниже поверхности (в маске) — тогда граница «вода–воздух» исчезает и преломления нет.
