Содержание
Когда мы смотрим на бассейн, вещи выглядят не совсем так, как они есть. На самом деле, кажется, что все сжато, а сам бассейн меньше, чем должен быть. Причина этого связана с тем, как свет проходит через воду и воздух.
Волны света
Свет, исходящий от источника или пораженный объектом, движется волной.Подобно тому, как волна воды на поверхности озера распространяется изнутри, как расширяющийся круг, волна света (или любое другое движение в трех измерениях) распространяется изнутри наружу, как расширяющаяся сфера. , Когда сфера света сталкивается с объектом или поверхностью, она освещает его. Когда он пересекает другую среду, например, когда свет покидает воду и входит в воздух, что-то происходит с волной.
Природа света
Идентичность волны света глубоко укоренилась в области квантовой механики, но для нашей цели мы можем думать о ней как о волнах электрического и магнитного полей. Всякий раз, когда электрическое поле движется, оно создает магнитное поле, а это, в свою очередь, создает больше электрических полей. Вместе они производят волну энергии, которую мы воспринимаем как свет. Вот почему свет также называют электромагнитным излучением.
Свет и средства
Свет движется с фиксированной скоростью в вакууме, который определяет скорость света. Однако когда свет проходит через среду (например, воздух, воду или стекло), он движется немного медленнее. Поскольку свет состоит из электрических и магнитных полей, электрически заряженные частицы чувствуют свое присутствие. Когда световые волны проходят через среду, они заставляют все свои протоны и электроны немного колебаться, и это колебание заставляет частицы испускать свое собственное электромагнитное излучение, которое приходит сразу после исходного света. Когда эти задержанные волны складываются, это приводит к появлению волны света с той же частотой, но меньшей длины волны, что создает эффект света, движущегося медленнее в среде.
преломление
Когда световая волна переходит в новую среду, она меняет скорость. Это изменение скорости сопровождается изменением угла. Классическая аналогия для этого делается с боевым оркестром. Представьте себе влияние на ряды музыкантов, когда они переходят от ровного тротуара к грязному ленивому, замедляя их. Переход происходит под определенным углом, так что левая сторона группы попадает в первую грязь, а затем правая сторона. Как вы можете себе представить, если самые медленные музыканты слева хотят идти в ногу с самыми быстрыми справа, им нужно немного изменить направление. Когда все в грязи, они немного смещаются влево относительно первоначального направления. Точно так же передние волны света меняют направление, когда они переходят из одной среды в другую.
эффекты
Таким образом, преломление света создает иллюзию мелкого залива. Наблюдая за бассейном сверху вниз, вы видите угол изменения света, когда он выходит из воды в воздух. В частности, свет распространяется гораздо быстрее в воздухе, чем в воде. Свет, идущий со дна бассейна, преломляется в ваших глазах под меньшим углом. Таким образом, вы видите дно бассейна чуть выше того положения, в котором он фактически находится.