Почему части коктейльной трубочки в стакане и над водой не соединяются, ложка визуально изгибается в чае, а простой бассейн искажает части тела и укорачивает расстояния? Для тех, кто прогуливал пары по физике, это может показаться черной магией. Вместе со Студенческой экспериментальной лабораторией физики МГТУ им. Н.Э. Баумана мы решили вспомнить физические законы и разобраться, почему так происходит.
Для того, чтобы мы с вами смогли увидеть объект, отраженные или исходящие от него световые лучи должны попасть на сетчатку глаза. Далее информация переходит в мозг, где формируется изображение объекта. При этом никаких иллюзий орган зрения не создает — предметы в воде или другой жидкости выглядят искаженными из-за отличий в преломлении 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 или стекло), то 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, угол увеличивается. Из-за таких преобразований и возникает искажение изображения, так что 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 — это тоже результат 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, а еще радугу можно получить дома, когда свет проходит через мокрое окно или бутылку с водой», — рассказывает Марк Оронов, студент направления «Техническая физика», работающий в Студенческой экспериментальной лаборатории физики (СЭЛФ) МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Преломление света может сыграть злую шутку с любителями прыгать и нырять в море или бассейн, ведь именно оно заставляет предметы как будто подниматься под водой. И расстояние до дна тоже визуально уменьшается, причем практически на треть от реального размера! Так что будьте аккуратны.
