Chiếc thìa trong cốc nước trông như bị gãy gập

Ánh sáng truyền trong nước chậm hơn trong không khí. Vì thế, ánh sáng đi xiên qua mặt nước sẽ hơi đổi hướng tại ranh giới này. Ánh sáng từ phần thìa chìm trong nước cũng đổi hướng một lần ở mặt nước rồi mới đi vào mắt. Tuy nhiên, não không tính riêng việc ánh sáng đã đổi hướng trên đường đi, mà xác định vị trí của vật bằng cách kéo dài ngược theo đường thẳng từ hướng ánh sáng đi vào mắt. Vì vậy, phần thìa chìm trong nước trông như nằm ở vị trí nông hơn và hơi lệch sang bên so với vị trí thật. Ánh sáng từ cán thìa nằm ngoài nước truyền thẳng tới mắt nên cán thìa trông vẫn ở đúng vị trí, còn hai phần lệch nhau tại mặt nước khiến chiếc thìa trông như bị gãy gập.

Nếu nhìn thẳng xuống cốc từ phía trên, bạn sẽ hầu như không thấy thìa bị gãy gập. Đó là vì ánh sáng đi qua mặt nước theo hướng gần như vuông góc nên không đổi hướng nhiều. Góc nhìn càng xiên thì mức độ gãy gập càng lớn, nên khi ngồi ở bàn ăn và nhìn từ bên cạnh, bạn sẽ thấy phần thìa chìm trong nước lệch đi rõ rệt. Khi nhìn một chiếc cốc tròn từ bên cạnh, cốc chứa nước còn hội tụ ánh sáng như một thấu kính hội tụ, khiến phần thìa chìm trong nước đôi khi trông to hơn. Khi bạn thay đổi độ cao của đầu, chỗ gãy gập cũng di chuyển theo, nhưng chiếc thìa vẫn nằm nguyên ở vị trí ban đầu.

Thấy chiếc thìa trông như bị gãy gập, chúng ta dễ nghĩ rằng ánh sáng cũng đi theo đường cong trong nước. Nhưng ánh sáng truyền thẳng cả trong nước lẫn trong không khí. Nơi ánh sáng đổi hướng chỉ là mặt nước, ranh giới giữa nước và không khí. Vì vậy, chỗ gãy gập cũng luôn xuất hiện ngang mặt nước, chứ không phải ở một vị trí bất kỳ giữa chiếc thìa.

Cũng vì lý do này, đáy dưới nước trông gần hơn thực tế. Khi nhìn thẳng từ trên xuống, đáy bể bơi sâu 1.2m trông như chỉ ở độ sâu khoảng 90cm, và càng nhìn xiên thì đáy càng có vẻ nông hơn. Đây cũng là lý do khiến bạn có thể giật mình khi bước xuống nước ở khe suối hay ven biển vì tưởng chân sẽ chạm đáy, nên nước càng trong thì càng an toàn khi coi rằng nước sâu hơn mình nghĩ. Cũng có nghiên cứu quan sát cho thấy cá mang rổ, loài cá phun nước để bắn rơi côn trùng ở ngoài nước, tính đến cả độ lệch này khi ngắm bắn.