1. Reflexion:Ein Teil des Lichts wird von der Wasseroberfläche reflektiert. Dieses reflektierte Licht ist das, was wir sehen, wenn wir einen Teich von oben betrachten. Die reflektierte Lichtmenge hängt vom Winkel ab, in dem das Licht die Oberfläche und die Wellenlänge des Lichts trifft.
2. Brechung:Wenn das Licht von Luft in Wasser übergeht, wird eine Brechung erfasst, was bedeutet, dass es die Richtung ändert. Dies liegt daran, dass die Lichtgeschwindigkeit im Wasser langsamer ist als in der Luft. Brechung bewirkt, dass sich die leichten Strahlen biegen, wenn sie in das Wasser eintreten, wodurch Objekte unter Wasser näher an der Oberfläche erscheinen, als sie tatsächlich sind.
3. Absorption:Ein Teil des Lichts, das in das Wasser eindringt, wird von Wassermolekülen und anderen Partikeln im Wasser absorbiert. Die Menge des absorbierten Lichts hängt von der Wellenlänge des Lichts und der Klarheit des Wassers ab. Kürzere Wellenlängen wie blaues und violettes Licht werden stärker absorbiert als längere Wellenlängen wie rotes und orangefarbenes Licht. Deshalb erscheint tiefes Wasser blau oder grün.
4. Streuung:Licht kann auch durch im Wasser schwebende Partikel wie Sediment, Plankton und Luftblasen verstreut werden. Durch Streuung wird Licht in verschiedene Richtungen umgeleitet, was zu dem diffusen Glühen führt, den wir in Unterwasserumgebungen sehen. Die Lichtstreuung ist für kürzere Wellenlängen stärker ausgeprägt, weshalb das Wasser häufig bläulich oder grünlich erscheint.
5. Gesamtzahl der inneren Reflexion:Unter bestimmten Bedingungen kann Licht eine Gesamtinnenreflexion durchlaufen, wenn es auf die Oberfläche des Wassers von Unterwasser trifft. Dies tritt auf, wenn der Inzidenzwinkel (der Winkel, in dem das Licht auf die Oberfläche schlägt) größer als der kritische Winkel für Wasser ist. Im kritischen Winkel wird das Licht vollständig ins Wasser reflektiert, und nichts davon wird in die Luft übertragen. Die gesamte interne Reflexion ermöglicht es Fischen und anderen Wasserkreaturen, unter Wasser eindeutig zu sehen.
Diese Lichtwechselwirkungen mit der Oberfläche eines Teiches spielen eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung des Auftretens des Wasserkörpers und der Unterwasserumgebung. Sie beeinflussen die Farbe, Klarheit und Sichtbarkeit des Wassers und beeinflussen das Verhalten und das Überleben von Wasserorganismen.