1. Riflessione:una parte della luce viene riflessa dalla superficie dell'acqua. Questa luce riflessa è ciò che vediamo quando guardiamo uno stagno dall'alto. La quantità di luce riflessa dipende dall'angolo in cui la luce colpisce la superficie e la lunghezza d'onda della luce.
2. Rifrazione:mentre la luce passa dall'aria in acqua, subisce rifrazione, il che significa che cambia direzione. Questo perché la velocità della luce è più lenta in acqua che in aria. La rifrazione fa piegare i raggi di luce mentre entrano nell'acqua, facendo apparire oggetti sott'acqua più vicini alla superficie di quanto non siano in realtà.
3. Assorbimento:parte della luce che entra nell'acqua viene assorbita da molecole d'acqua e altre particelle nell'acqua. La quantità di luce assorbita dipende dalla lunghezza d'onda della luce e dalla chiarezza dell'acqua. Lunghezze d'onda più brevi, come la luce blu e viola, vengono assorbite più fortemente delle lunghezze d'onda più lunghe, come la luce rossa e arancione. Ecco perché l'acqua profonda appare blu o verde.
4. Scattering:la luce può anche essere sparsa da particelle sospese nell'acqua, come sedimenti, plancton e bolle d'aria. Lo scattering fa sì che la luce venga reindirizzata in diverse direzioni, risultando nel bagliore diffuso che vediamo in ambienti sottomarini. La dispersione della luce è più pronunciata per lunghezze d'onda più brevi, motivo per cui l'acqua appare spesso bluastra o verdastra.
5. Riflessione interna totale:in determinate condizioni, la luce può subire una riflessione interna totale quando colpisce la superficie dell'acqua da sott'acqua. Ciò si verifica quando l'angolo di incidenza (l'angolo a cui la luce colpisce la superficie) è maggiore dell'angolo critico per l'acqua. Con un angolo critico, la luce viene completamente riflessa nell'acqua e nessuna di esse viene trasmessa nell'aria. La riflessione interna totale è ciò che consente a pesci e altre creature acquatiche di vedere chiaramente sott'acqua.
Queste interazioni della luce con la superficie di uno stagno svolgono un ruolo cruciale nel determinare l'aspetto del corpo idrico e dell'ambiente sottomarino. Colpiscono il colore, la chiarezza e la visibilità dell'acqua e influenzano il comportamento e la sopravvivenza degli organismi acquatici.