Conţinut
Când ne uităm la o piscină, lucrurile nu arată prea bine ce sunt. De fapt, se pare că totul este stors și piscina în sine este mai mică decât ar trebui să fie. Motivul pentru acest lucru are legătură cu modul în care lumina trece prin apă și aer.
Valuri de Lumină
Lumina care provine dintr-o sursă sau este lovită de un obiect se mișcă într-un val.Așa cum un val de apă de pe suprafața unui lac se răspândește din interior spre exterior, ca un cerc în expansiune, valul de lumină (sau orice altă mișcare în trei dimensiuni) se extinde din interior ca o sferă care se extinde . Când sfera de lumină întâlnește un obiect sau o suprafață, il luminează. Când trece un alt mediu, ca atunci când lumina părăsește apa și intră în aer, se întâmplă ceva cu valul.
Natura luminii
Identitatea unui val de lumină este adânc înrădăcinată în domeniul mecanicii cuantice, dar pentru scopul nostru putem să o considerăm drept valuri de câmpuri electrice și magnetice. Ori de câte ori se deplasează un câmp electric, acesta creează un câmp magnetic, iar acesta, la rândul său, creează mai multe câmpuri electrice. Împreună, cei doi produc un val de energie pe care îl percepem ca fiind lumină. De aceea, lumina este denumită și radiație electromagnetică.
Lumina și mijloacele
Lumina se deplasează cu o viteză fixă în vid, care definește viteza luminii. Cu toate acestea, când lumina trece printr-un mediu (cum ar fi aerul, apa sau sticla), se mișcă puțin mai încet. Deoarece lumina este compusă din câmpuri electrice și magnetice, particulele încărcate electric simt prezența lor. Pe măsură ce undele luminoase trec printr-un mediu, își fac toate protonii și electronii oscilați puțin și această oscilație determină particulele să emită propriile lor radiații electromagnetice, care apar imediat după lumina inițială. Atunci când aceste valuri întârziate se adună, rezultă un val de lumină cu aceeași frecvență, dar cu o lungime de undă mai mică, producând efectul luminii care se mișcă mai lent printr-un mediu.
refracție
Odată cu trecerea undelor luminoase într-un mediu nou, se schimbă viteza. Această schimbare de viteză este însoțită de o schimbare de unghi. O analogie clasică pentru acest lucru se face cu o bandă marțială. Imaginați-vă efectul asupra claselor de muzicieni, în timp ce se mișcă dintr-un trotuar neted până la un leneș noroios, încetinind-o. Tranziția are loc la un anumit unghi, astfel încât partea stângă a grupului ajunge în primul noroi, urmat de partea dreaptă. După cum vă puteți imagina, dacă cei mai lenți muzicieni din stânga vor să țină pasul cu cele mai rapide din dreapta, trebuie să schimbe ușor direcția. Când toți sunt în noroi, se mișcă puțin în stânga față de direcția originală. În același mod, valurile frontale ale luminii schimbă direcția când trec de la un mediu la altul.
efecte
În acest fel, refracția luminii produce iluzia piscinei superficiale. Pe măsură ce urmăriți piscina de sus în jos, vedeți unghiul de schimbare a luminii pe măsură ce iese din apă în aer. În mod specific, lumina călătorește mult mai repede în aer decât în apă. Lumina care vine din fundul bazinului este refractată în ochi, la un unghi mai mic. Deci, vedeți fundul bazinului puțin peste poziția în care se află.