Obsah
Když se podíváme na bazén, věci se nedívají, co jsou. Ve skutečnosti se zdá, že všechno je stlačené a bazén samotný je mělčí, než by měl být. Důvodem toho je, jak světlo prochází vodou a vzduchem.
Vlny Světla
Světlo, které přichází ze zdroje nebo je zasaženo objektem, který se pohybuje ve vlně.Stejně jako vlna vody na povrchu jezera se šíří zevnitř ven, jako rozšiřující se kruh, vlna světla (nebo jiné pohybující se ve třech rozměrech) se šíří zevnitř ven jako expandující koule. . Když koule světla narazí na objekt nebo povrch, rozsvítí ho. Když překračuje jiné médium, když světlo opouští vodu a vstupuje do vzduchu, něco se s vlnou stane.
Povaha světla
Identita vlny světla je hluboce zakořeněna v říši kvantové mechaniky, ale pro náš účel ji můžeme považovat za vlny elektrických a magnetických polí. Kdykoliv se elektrické pole pohne, vytvoří magnetické pole a to zase vytvoří více elektrických polí. Oba dva společně produkují vlnu energie, kterou vnímáme jako světlo. Proto se také světlo nazývá elektromagnetické záření.
Světlo a prostředky
Světlo putuje ve vakuu pevnou rychlostí, která definuje rychlost světla. Když však světlo prochází médiem (například vzduchem, vodou nebo sklem), pohybuje se o něco pomaleji. Protože světlo se skládá z elektrických a magnetických polí, elektricky nabité částice pociťují jejich přítomnost. Když světelné vlny procházejí médiem, všechny jejich protony a elektrony kmitají málo a oscilace způsobuje, že částice emitují své vlastní elektromagnetické záření, které přichází těsně za původním světlem. Když se tyto zpožděné vlny sčítají, má to za následek vlnu světla se stejnou frekvencí, ale kratší vlnovou délku, což vytváří efekt světla pohybujícího se pomaleji prostředím.
Refrakce
Jak světelná vlna přechází na nové médium, mění rychlost. Tato změna rychlosti je doprovázena změnou úhlu. Klasická analogie pro toto je dělána s bojovou kapelou. Představte si, jak to dopadne na řadu hudebníků, kteří se pohybují od hladkého chodníku k blátivému línému a zpomalují je. K přechodu dochází pod určitým úhlem, takže levá strana skupiny dorazí do prvního bahna, za kterým následuje pravá strana. Jak si dokážete představit, pokud nejpomalejší muzikanti na levé straně chtějí držet krok s nejrychlejším vpravo, potřebují mírně změnit směr. Když jsou všichni v blátě, pohybují se trochu směrem doleva vzhledem k původnímu směru. Stejným způsobem mění přední vlny světla směr, když přecházejí z jednoho média na druhé.
Účinky
Tímto způsobem lom světla vytváří iluzi mělkého bazénu. Když se díváte na bazén od shora dolů, vidíte úhel měnící se světlo, když vystupuje z vody do vzduchu. Světlo se ve vzduchu pohybuje mnohem rychleji než ve vodě. Světlo přicházející ze spodní části bazénu je lomeno v očích v menším úhlu. Vidíte tedy spodní část bazénu o něco výše, než ve které leží.