对于很多没有经验的游泳者而言,他们正是因为不清楚光的折射原理,所以才会常常遭遇危险。因为光的折射使水里物体的位置看起来都抬高了,所以在人眼看来,池塘、溪流还有蓄水池的底部都显得比真实的深度要浅
左右。如果游泳者把这种假象当真了,就有可能发生危险。特别是孩子和身材不高的人,如果错误地判断了深度,可能就会有生命危险。
光的折射定律还可以解释一半浸在水里的茶勺为什么看起来是折断的,因为容器底部看起来好像升高了(图)。
图 一半浸在水里的茶勺,看起来就像折断了。
可以做一个小实验来验证一下。在桌子上放两个茶杯,让同学们坐在看不到面前茶杯的底部的位置(图)。把一枚硬币放到茶杯底部。因为被茶杯壁挡着,所以同学们是看不到这枚硬币的。让大家仔细观察茶杯,他们马上会发现,出乎意料的事情发生——他们居然能看到硬币了!倒掉茶杯里的水,茶杯底和硬币又重新沉下去了。
图 茶杯与硬币实验。
图 为什么在上个实验中硬币好像被抬高了似的?
图就解释了这种现象。在观察者(他的眼睛在水面上的A点)看来,盆底m好像升高了。因为光线在从水中进入空气时发生了折射,再进入人眼,眼睛会误以为m是在这两条线的延长线上。光线倾斜得越厉害,m点就会抬得越高。当我们坐在小船上,向下看平坦的池底时,经常也会认为池塘的最深处就在我们正下方,而距离我们越远的地方深度越浅,也是这个原因。
图 从水底向上看,人们眼中横跨河面的铁路桥是这个样子的。
所以,在我们看来,池底是凹形的。相反,如果从水底来看,我们会觉得横跨河面的桥是凸形的(如图所示,我们以后会讲到这张照片是怎样拍摄出来的)。这时,光线是从空气中进入水中,结果自然就与光线从水中进入空气时相反了。同样的道理,在鱼的眼里,站在鱼缸前的一排人,并不是笔直排列的,而是呈弧形的,而且是凸向鱼的。至于鱼是怎么看见人的,也就是它们的眼睛怎么像人眼那样看到东西的,我们会在下文中进行详细解说。