Kenapa Pensel dalam Air Kelihatan Bengkok?

Masukkan sebatang pensel secara serong ke dalam gelas berisi air. Bahagian di atas air dan bahagian di dalam air masih bersambung dan lurus, tetapi pada pandangan kita pensel boleh kelihatan seperti teranjak atau bengkok berhampiran permukaan air. Perubahan itu tidak berlaku pada pensel. Ia berlaku pada laluan cahaya yang membawa imej pensel ke mata.

Mengapa cahaya berubah arah?

Apabila cahaya bergerak dari air ke udara pada sudut tertentu, arah perambatannya berubah pada sempadan antara air dengan udara. Fenomena ini dipanggil pembiasan. Besarnya perubahan arah bergantung pada indeks biasan bahan dan sudut tuju cahaya pada sempadan. Cahaya yang bergerak tepat sepanjang garis normal tidak membengkok ke sisi.

Mengapa bahagian terendam kelihatan teranjak?

Mata menerima cahaya selepas cahaya itu dibiaskan, tetapi sistem penglihatan biasanya menafsir arah cahaya seolah-olah ia bergerak dalam garis lurus. Jika arah sinar yang sampai ke mata dilanjutkan ke belakang, sumbernya kelihatan berada pada kedudukan yang berbeza daripada kedudukan sebenar. Sebab itulah bahagian pensel di dalam air boleh kelihatan lebih cetek atau tidak sejajar dengan bahagian di udara.

Kesan yang sama membantu menerangkan mengapa dasar kolam boleh kelihatan lebih cetek apabila dilihat dari atas. Namun, rupa tepat objek bergantung pada sudut pandangan, bentuk permukaan air dan geometri objek; pembiasan tidak semestinya menghasilkan satu bentuk bengkok yang sama daripada semua arah.

Bagaimana kita mengetahui hal ini?