因为照到上段铅笔的光,先照射到铅笔,然后通过玻璃杯的上端从空气中传入我们眼中,这些光线只反射不弯曲.但从水面下铅笔上来的光,必须先通过水、玻璃杯然后是空气才传入我们眼中,光线被弯曲了.这样光的速度变慢,要比上段铅笔的光稍后进入人的眼中.这个时间差足以歪曲成像,这个歪曲叫折射.
水下的铅笔还会显得较长,这是因为水和玻璃杯的曲度放大了这个像.