Los rayos de luz emitidos por objetos luminosos viajan en línea recta dentro de un mismo medio (ver figura 1). Si un rayo de luz pasa de aire a agua cambia su dirección como se muestra en la figura 2.

Cuando una piscina está vacía, un nadador observa el farol que está en el borde (ver figura 1); luego, cuando se llena la piscina (ver figura 2) el nadador verá el farol.

La respuesta correcta es D) el farol se ve más bajo.

¿Por qué el farol se ve más bajo cuando la piscina está llena?

1. Paso del rayo de luz aire → agua (figura 2)

   • El rayo va del aire (índice ≈ 1,0) al agua (índice ≈ 1,3).

   • Por la ley de Snell, $n_\text{aire}\sin\theta_\text{aire}=n_\text{agua}\sin\theta_\text{agua}$.

   • Como $n_\text{agua}>n_\text{aire}$, resulta $\theta_\text{agua}<\theta_\text{aire}$: dentro del agua el rayo se dobla hacia la normal, volviéndose más vertical.

2. Cómo interpreta el ojo bajo el agua

   • El nadador “cree” que la luz viaja en línea recta dentro del mismo medio, así que prolonga ese rayo más vertical hacia atrás.

   • Esa prolongación corta la pared de la piscina en un punto más bajo que la posición real del farol.

3. Conclusión

   • Para ver el farol después de llenar la piscina, el nadador debe mirar más abajo que antes.

   • Por eso el farol aparece más bajo (opción D).

En síntesis: la refracción hace que los objetos situados fuera del agua se observen desplazados hacia abajo por un observador sumergido.