L’expérience a été menée en utilisant le bâton qui a été plongé dans l’eau
Nous avons tous essayé de tremper, au moins en partie, un crayon dans l’eau d’un verre. Nous avons observé que le crayon semble cassé, mais qu’il est en fait en excellent état. Il en va de même pour le bâton qui a été plongé dans l’eau.En ce qui concerne l’observation, il ne s’agit pas du tout de magie. Il s’agit d’une illusion d’optique, et le phénomène a une explication qui repose sur des bases scientifiques.
Il est important de rappeler que cette expérience n’est pas la seule chose qui puisse déclencher une illusion aussi fantaisiste. On peut penser, entre autres, aux illusions dans les déserts.
Pourquoi un morceau de bois immergé dans l’eau semble-t-il se briser ?
Pour comprendre ce fait, nous devons être conscients de deux choses. Celles-ci sont liées à la nature de la lumière.
La réflexion de la lumière
Tout d’abord, il est essentiel de parler de la vision. Elle n’est rien d’autre que la perception (par le sens de la vue) de faisceaux lumineux. Tout est lié à la réflexion de la lumière « reflection of light ».
Ce que voit un individu est la réflexion de la lumière par les choses qui l’entourent. En termes simples, la lumière provenant de la pièce se reflète sur l’objet (un livre par exemple) en direction des yeux. C’est ce qui leur permet de voir l’objet. L’objet n’émet pas de lumière, mais il est considéré comme une source indirecte de lumière.
C’est cette réflexion de la lumière qui permet d’observer le bâton.
La réflexion de la lumière
La seconde est ce que l’on appelle la « réflexion de la lumière ». Ce phénomène donne au bâton un aspect « cassé ».
Les rayons lumineux se propagent à vitesse constante dans un milieu homogène (l’air par exemple). Ils se déplacent également le long de lignes droites. Mais lorsqu’ils traversent un autre milieu, leur vitesse est modifiée. Par exemple, la vitesse de la lumière du soleil dans l’air (300.000 km/s) est plus élevée que dans l’eau (206.000 km/s).
En raison de ce changement de vitesse, la lumière, au point de contact avec l’eau, modifie immédiatement sa trajectoire. Elle s’écarte alors de sa trajectoire initiale pour compenser la perte de temps (due à la diminution de la vitesse). C’est le résultat de la réfraction de la lumière. En règle générale, la lumière se réfracte lorsqu’elle passe d’un milieu à un autre (les deux milieux ne sont pas homogènes).
Les rayons lumineux réfléchis par le bâton (partie immergée) ne sont plus des lignes droites en direction des yeux. Ils divergent légèrement à la surface de l’eau. Conformément à la loi de la réflexion, cette partie de l’eau semble moins fixée à la surface.
En revanche, la partie éruptive du bâton transmet la lumière vers les yeux sans aucune déviation. C’est cette différence dans la trajectoire des deux parties du bâton qui donne l’illusion d’optique (le bâton qui semble être brisé).