Почему части трубочки в стакане и над водой не соединяются, ложка в чае визуально изгибается, а простой бассейн искажает части тела и укорачивает расстояния? Разбирались авторы «НОС», Молодежного издания при Минобрнауки России, вместе со Студенческой экспериментальной лабораторией физики МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Для того, чтобы мы смогли увидеть объект, отраженные или исходящие от него световые лучи должны попадать на сетчатку глаза. Далее информация переходит в мозг, а там уже формируется изображение объекта. При этом никаких иллюзий орган зрения не создает. Предметы в воде или другой жидкости выглядят искаженным из-за иного преломления света в этих средах.
В воздухе без каких-либо препятствий световые лучи не отклоняются и напрямую попадают из начальной точки в конечную. Однако если на их пути появится новая среда (например, вода, масло, стекло), скорость и направление распространения частиц изменится. Это называется преломлением света. Степень отклонения света зависит от плотности новой среды: чем она плотнее, тем больше преломление.
В воде это явление прослеживается особенно хорошо. Все вещи, которые мы опускаем в нее, искажаются и выглядят слегка отклоненными от нормального положения. Объяснение простое: световой луч переходит из менее плотной среды (воздуха) в более плотную (воду), из-за чего угол преломления уменьшается; когда луч идет обратно, уголувеличивается. Из-за таких преобразований и возникает искажение изображения и ноги резко укорачиваются. При этом жидкость лишь визуально искажает размеры и положение предметов — стоит вынуть их из воды, и все встает на свои места.
«Это работает не только с водоемами. После дождя мы видим радугу. Она тоже является результатом преломления. В капельках воды, которые остались в атмосфере преломляются и отражаются лучи света. Преломляясь в капле, свет раскладывается в спектр и получается радуга. Такой опыт многие проводили в школе с призмой. Так радугу можно получить дома, когда свет проходит через мокрое окно или бутылку с водой», — рассказал студент направления «Техническая физика», работающий в Студенческой экспериментальной лаборатории физики (СЭЛФ) МГТУ им. Н.Э. Баумана, Марк Оронов.
Явление преломления света может сыграть с любителями прыгать и нырять в море или бассейне злую шутку. Оно словно поднимает предметы под водой. И расстояние до дна тоже визуально уменьшается. Причем практически на треть от реального размера! Так что будьте аккуратны.
Автор: Маргарита Бирюкова, МГТУ им. Н. Э. Баумана
