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Das ist natürlich alles keine Magie sondern Physik! Doch bevor wir verstehen können was das abgefahrenes mit dem Pfeil passiert müssen wir erstmal überhaupt verstehen wie wir sehen können.
Um sehen zu können benötigen wir drei Dinge. Eine Lichtquelle (Sonne oder Glühlampe), den jeweiligen Gegenstand (also den Pfeil auf dem Papier) und natürlich unser Auge was natürlich auch eine Kamera sein kann, mit der ich das ganze auch aufgenommen habe.
Kurz gesagt: Das Licht strahlt einmal direkt zum Lichtempfänger und einmal auf den Gegenstand was dann einige der Lichtwellen zurück zum Lichtempfänger reflektiert. Für uns ist der zweite Weg interessant. Den so können wir den Pfeil sehen.
Schauen wir uns das ganze nun von oben an. Mit Hilfe eines Laserpointer’s schauen wir uns nun einmal an was mit dem Licht passiert, wenn es durch das Glas fällt. Wenn wir in der Mitte sind passiert nichts. Aber so bald wir uns an den Rand bewegen (zum Beispiel nach links) bricht das Licht immer mehr zur anderen Seite (hier rechts) ab. Und das liegt daran, dass das Wasser im Glas wie eine große Linse wirkt.
Diese Lichtbrechung tritt auf wenn ein optisch dünneres Material auf ein optisch dickeres Material trifft. Um so größer der Einfallswinkel ist desto größer ist die Brechung!
Schauen wir uns das noch genauer an. Wir sehen das wenn wir uns mehr an den Rand des Glas bewegen der Lichtstrahl mit einem höheren Einfallswinkel auftrifft. Und deswegen bricht das Licht auch noch stärker.
Achja übrigens: Wäre ein kugelrundes Glas mit Wasser gefüllt würde sich sogar oben und unten tauschen. Nur bei einem eckigen Glas würde rein Garnichts passieren.