안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
빛은 공기보다 물속에서 느리게 가요. 물의 굴절률이 1.33이라 물속에서 빛의 속력은 진공의 약 75%인 초속 22만 5천 km 정도예요. 빛의 전기장이 물 분자 속 전자를 흔들고, 흔들린 전자가 다시 빛을 내보내는 과정이 반복되면서 파동 전체가 조금씩 늦어져요.
빛이 경계면에 비스듬히 들어가면 파면의 한쪽 끝이 먼저 물에 닿아 느려지고, 다른 쪽 끝은 아직 공기 중에서 원래 속력으로 달려요. 빠른 쪽이 더 많이 나아가니 파면 전체가 방향을 틀면서 법선 쪽으로 꺾여 들어가요. 자동차 한쪽 바퀴만 진흙에 빠지면 차가 그쪽으로 돌아가는 것과 비슷해요. 경계면에 수직으로 들어가면 파면 전체가 한꺼번에 느려져서 속력만 줄고 방향은 그대로예요.
꺾이는 정도는 스넬의 법칙 sinθ₁/sinθ₂ = v₁/v₂로 정해지고, 두 매질의 속력 차이가 클수록 많이 꺾여요. 이때 진동수는 그대로이고 파장만 짧아져요.
물에 꽂은 빨대가 꺾여 보이고 수영장 바닥이 실제보다 얕아 보이는 것도, 수면에서 꺾여 나온 빛을 눈이 곧게 온 빛으로 받아들여서 그래요 :)