Vì sao khi thả cá vào trong bình hình cầu ta thấy cá bị biến hình?

Bạn có thích những chú cá vàng nhỏ không? Những người nuôi cá vàng thường thích thả chúng vào những cái bình nhỏ hình cầu. Bạn đã bao giờ nhìn những chú cá vàng đó từ một mặt nghiêng chưa? Khi bạn nhìn như vậy, bạn sẽ phát hiện ra rằng những chú cá vàng đang bơi lội trong bể cá hình cầu đó có lúc dường như to hơn, có lúc ngắn hơn, có lúc lại biến ra dài hơn v.v..., hình dáng thay đổi không giống như nguyên mẫu. Bạn có biết điều gì đã xảy ra không?

Bể cá có mặt hình cầu nên khi trong bể chứa đầy nước, nó sẽ giống như một gương mặt lồi. Hơn nữa tỷ lệ khúc xạ của nước và tỷ lệ khúc xạ của không khí là không giống nhau, nên tỷ lệ khúc xạ trong và ngoài bể cá cũng không giống nhau, từ đó hình thành khúc xạ trên mặt cầu. Ảnh thật trên mặt cầu có liên quan tới vị trí của từng điểm, tỷ lệ phóng đại theo trục đứng và trục ngang là khác nhau. Chỉ khi nào ở trung tâm của mặt cầu, tỷ lệ phóng đại theo trục đứng và trục ngang mống nhau. Căn cứ vào nguyên lý ảnh thật khúc xạ trên mặt cầu, khi cá vàng ở vị trí nhất định, tỷ lệ phóng đại theo trục đứng và trục ngang là không giống nhau, nên hình dáng của cá vàng mới có sự thay đổi như vậy. Khi cá bơi đến một vị trí khác, nếu như tỷ lệ phóng đại theo trục đứng lớn hơn tỷ lệ phóng đại theo trục ngang, cá vàng sẽ ngắn và to hơn; khi cá bơi đến vị trí khác có tỷ lệ phóng đại của trục ngang lớn hơn trục đứng, hình dáng của cá vàng trở nên nhỏ và dài. Chỉ khi nào cá bơi đúng giữa trung tâm của bể cầu, tỷ lệ phóng đại giữa hai trục là bằng nhau, lúc này chúng ta mới có thể nhìn thấy ảnh của cá vàng không bị phóng đại hay biến hình.