รังสีแสงเดินทางเป็นเส้นตรง เมื่อกระทบพื้นผิวทึบแสง รังสีจะสะท้อนกลับมา และแสงจะสะท้อนกลับมาที่ดวงตาเพื่อให้คุณเห็นภาพ เมื่อแสงตกกระทบวัตถุโปร่งแสง แสงบางส่วนจะผ่านเข้ามา หากแสงนั้นตกกระทบวัตถุโดยตรง วัตถุนั้นก็จะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงต่อไป หากแสงเข้าสู่วัตถุโปร่งใสในมุมหนึ่ง แสงจะเปลี่ยนทิศทางและโค้งงอ
การโค้งงอของแสงนี้เรียกว่าการหักเหของแสง การหักเหเกิดขึ้นเนื่องจากแสงที่เข้าสู่วัตถุช้าลง เมื่อมันเข้าไปในมุมหนึ่ง ด้านหนึ่งของรังสีแสงจะเข้ามาก่อนอีกด้านหนึ่ง ช้าลงก่อน คุณสามารถจินตนาการสิ่งนี้ได้โดยนึกภาพรถที่ขับเร็วซึ่งทันใดนั้นก็เหยียบเบรกไว้ข้างเดียว รถจะหมุนไปในทิศทางที่ชะลอตัวลงอย่างกะทันหัน
เมื่อมองจากด้านบน วัตถุใต้น้ำจะดูใหญ่กว่าในอากาศ ไม่ใช่ว่าภาพที่แสงให้ดวงตาของเรานั้นใหญ่ขึ้น ที่จริงแล้วภาพนั้นอยู่ใกล้ดวงตาของเรามากขึ้น เนื่องจากแสงไม่ได้ส่องลงมาโดยตรง แต่จะโค้งงอเมื่อเทียบกับผิวน้ำ แสงที่ส่องลงมาตรงๆ จะตั้งฉากกับผิวน้ำ เช่น เส้นแนวตั้งของตัวอักษร T ภาพใกล้จะดูใหญ่ขึ้น - วัตถุใต้น้ำถูกขยาย