เนื้อหา
เมื่อเราดูสระว่ายน้ำสิ่งต่าง ๆ ไม่ได้ดูอย่างที่พวกเขาเป็น ในความเป็นจริงดูเหมือนว่าทุกอย่างถูกบีบและสระว่ายน้ำก็ตื้นกว่าที่ควรจะเป็น เหตุผลนี้เกี่ยวข้องกับการที่แสงผ่านน้ำและอากาศ
คลื่นแสง
แสงที่มาจากแหล่งกำเนิดหรือถูกกระแทกโดยวัตถุเคลื่อนที่เป็นคลื่นเช่นเดียวกับคลื่นของน้ำบนผิวน้ำของทะเลสาบที่แผ่ออกมาจากภายในสู่ภายนอกเช่นวงกลมที่ขยายตัวคลื่นของแสง (หรือการเคลื่อนไหวอื่น ๆ ในสามมิติ) จะแพร่กระจายจากภายในสู่ภายนอกเช่นเดียวกับทรงกลมที่กำลังขยายตัว . เมื่อทรงกลมของแสงพบวัตถุหรือพื้นผิวมันจะส่องสว่าง เมื่อมันผ่านสื่ออื่นเช่นเมื่อแสงออกจากน้ำและเข้าสู่อากาศสิ่งที่เกิดขึ้นกับคลื่น
ลักษณะของแสง
เอกลักษณ์ของคลื่นแสงนั้นถูกฝังลึกในขอบเขตของกลศาสตร์ควอนตัม แต่สำหรับจุดประสงค์ของเราเราสามารถคิดว่ามันเป็นคลื่นของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก เมื่อใดก็ตามที่มีการเคลื่อนที่ของสนามไฟฟ้ามันจะสร้างสนามแม่เหล็กและในทางกลับกันทำให้เกิดสนามไฟฟ้าขึ้น ร่วมกันทั้งสองผลิตคลื่นพลังงานที่เรารับรู้เป็นแสง นี่คือเหตุผลที่แสงเรียกว่ารังสีแม่เหล็กไฟฟ้า
แสงและวิธีการ
แสงเดินทางด้วยความเร็วคงที่ในสุญญากาศซึ่งกำหนดความเร็วของแสง อย่างไรก็ตามเมื่อแสงผ่านสื่อ (เช่นอากาศน้ำหรือแก้ว) แสงจะเคลื่อนที่ช้าลงเล็กน้อย เนื่องจากแสงประกอบด้วยสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าจึงรู้สึกได้ว่ามีอยู่ เมื่อคลื่นแสงผ่านตัวกลางพวกมันทำให้โปรตอนและอิเล็กตรอนของพวกมันสั่นเล็กน้อยและการแกว่งนั้นทำให้อนุภาคเปล่งรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าของตัวเองซึ่งมาหลังจากแสงเดิม เมื่อคลื่นที่ล่าช้าเหล่านี้เพิ่มขึ้นส่งผลให้เกิดคลื่นของแสงที่มีความถี่เดียวกัน แต่ความยาวคลื่นที่สั้นลงทำให้เกิดผลของแสงที่เคลื่อนที่ช้าลงผ่านตัวกลาง
การหักเห
เมื่อคลื่นแสงผ่านไปยังสื่อใหม่มันจะเปลี่ยนความเร็ว การเปลี่ยนแปลงของความเร็วนี้มาพร้อมกับการเปลี่ยนมุม การเปรียบเทียบแบบคลาสสิกสำหรับเรื่องนี้ทำกับวงดนตรีการต่อสู้ ลองนึกภาพผลกระทบต่อการจัดอันดับของนักดนตรีในขณะที่พวกเขาย้ายจากทางเท้าเรียบไปสู่คนขี้เกียจขี้เกียจทำให้พวกเขาช้าลง การเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในมุมหนึ่งเพื่อให้ด้านซ้ายของกลุ่มมาถึงในโคลนแรกตามด้วยด้านขวา อย่างที่คุณสามารถจินตนาการได้ว่าหากนักดนตรีที่ช้าที่สุดทางด้านซ้ายต้องการให้สอดคล้องกับความเร็วที่เร็วที่สุดทางด้านขวาพวกเขาจำเป็นต้องเปลี่ยนทิศทางเล็กน้อย เมื่อทุกคนอยู่ในโคลนพวกเขาขยับไปทางซ้ายเล็กน้อยตามทิศทางเดิม ในทำนองเดียวกันคลื่นด้านหน้าของแสงจะเปลี่ยนทิศทางเมื่อมันเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางหนึ่ง
ผลกระทบ
ด้วยวิธีนี้การหักเหของแสงทำให้เกิดภาพลวงตาของสระน้ำตื้น เมื่อคุณดูสระว่ายน้ำจากบนลงล่างคุณจะเห็นมุมที่เปลี่ยนแสงขณะที่มันลอยขึ้นจากน้ำสู่อากาศ แสงเดินทางผ่านอากาศได้เร็วกว่าในน้ำ แสงที่มาจากด้านล่างของสระว่ายน้ำนั้นหักเหในสายตาของคุณในมุมที่เล็กกว่า ดังนั้นคุณจะเห็นด้านล่างของสระว่ายน้ำเล็กน้อยเหนือตำแหน่งที่มันอยู่จริง