Kandungan
Apabila kita melihat kolam, perkara-perkara tidak kelihatan seperti apa. Malah, ia seolah-olah segala-galanya diperas dan kolam itu sendiri adalah lebih cetek daripada yang sepatutnya. Sebab untuk ini ada kaitannya dengan bagaimana cahaya melalui air dan udara.
Gelombang Cahaya
Cahaya yang berasal dari sumber atau dipukul oleh objek bergerak dalam gelombang.Sama seperti gelombang air di permukaan tasik merebak dari dalam ke luar, seperti lingkaran yang berkembang, gelombang cahaya (atau mana-mana yang bergerak dalam tiga dimensi) merebak dari dalam keluar seperti sfera yang berkembang . Apabila sfera cahaya menemui objek atau permukaan, ia menerangi. Apabila ia melintasi medium lain, seperti ketika cahaya meninggalkan air dan memasuki udara, sesuatu berlaku dengan gelombang.
Sifat cahaya
Identiti gelombang cahaya sangat berakar dalam bidang mekanik kuantum, tetapi bagi maksud kita, kita boleh memikirkannya sebagai gelombang medan elektrik dan magnet. Apabila mana-mana medan elektrik bergerak, ia mewujudkan medan magnet, dan ini pula menghasilkan lebih banyak medan elektrik. Bersama-sama, kedua-dua menghasilkan gelombang tenaga yang kita anggap sebagai cahaya. Inilah sebabnya mengapa cahaya juga dikenali sebagai radiasi elektromagnetik.
Cahaya dan cara
Cahaya bergerak pada kelajuan tetap dalam vakum, yang menentukan kelajuan cahaya. Walau bagaimanapun, apabila cahaya melalui medium (seperti udara, air, atau kaca), ia bergerak sedikit lebih perlahan. Memandangkan cahaya terdiri daripada medan elektrik dan magnet, zarah-zarah yang dikenakan elektrik merasakan kehadiran mereka. Ketika gelombang cahaya melewati suatu medium, mereka membuat semua proton dan elektronnya berayun sedikit, dan bahawa ayunan menyebabkan zarah-zarah mengeluarkan radiasi elektromagnet sendiri, yang datang tepat selepas cahaya asal. Apabila gelombang tertangguh ini menambah, ini menghasilkan gelombang cahaya dengan kekerapan yang sama tetapi panjang gelombang yang lebih pendek, menghasilkan kesan cahaya bergerak lebih perlahan melalui medium.
Pembiasan
Apabila gelombang cahaya melewati medium baru, ia akan mengubah kelajuan. Perubahan kelajuan ini disertakan dengan perubahan sudut. Analogi klasik untuk ini dilakukan dengan band tentera. Bayangkan kesan pada barisan pemuzik ketika mereka bergerak dari trotoar yang licin kepada yang malas yang berlumpur, memperlambat mereka. Peralihan berlaku pada sudut tertentu, supaya bahagian kiri kumpulan itu tiba di lumpur pertama, diikuti oleh sebelah kanan. Seperti yang anda boleh bayangkan, jika pemuzik paling lambat di sebelah kiri mahu selaras dengan yang paling pantas di sebelah kanan, mereka perlu menukar arah sedikit. Apabila semua orang berada dalam lumpur, mereka bergerak sedikit ke kiri berhubung dengan arah asal. Dengan cara yang sama, gelombang depan arah perubahan cahaya ketika mereka berpindah dari satu medium ke yang lain.
Kesan
Dengan cara ini, pembiasan cahaya menghasilkan ilusi kolam cetek. Ketika anda menonton kolam dari atas ke bawah, anda melihat sudut perubahan cahaya ketika keluar dari air ke udara. Khususnya, cahaya bergerak jauh lebih cepat di udara daripada di dalam air. Cahaya yang datang dari dasar kolam dibiaskan di mata anda pada sudut yang lebih kecil. Oleh itu anda melihat bahagian bawah kolam sedikit di atas kedudukan di mana ia sebenarnya terletak.