Khi tia sáng truyền từ không khí vào nước, hiện tượng khúc xạ xảy ra, khiến tia sáng đổi phương. Để phân tích hiện tượng này, ta dựa vào định luật khúc xạ ánh sáng, hay còn gọi là định luật Snell.

a) Tia sáng trong nước sẽ bị lệch gần với pháp tuyến tại điểm I. Cụ thể, khi tia sáng đi từ môi trường có chỉ số khúc xạ thấp (không khí, n₁ ≈ 1) vào môi trường có chỉ số khúc xạ cao hơn (nước, n₂ ≈ 1.33), góc khúc xạ (r) sẽ nhỏ hơn góc tới (i). Do đó, tia sáng trong nước sẽ nằm gần pháp tuyến hơn.

b) Để tính chỉ số khúc xạ của nước, ta sử dụng định luật Snell:

\[ n_1 \cdot \sin(i) = n_2 \cdot \sin(r) \]

Biết rằng:
- \( n_1 \) (chỉ số khúc xạ của không khí) ≈ 1
- \( i = 30^\circ \)
- \( r = 22^\circ \)

Áp dụng vào công thức:

\[ 1 \cdot \sin(30^\circ) = n_2 \cdot \sin(22^\circ) \]

Ta có:

\[ \sin(30^\circ) = 0.5 \]
\[ \sin(22^\circ) ≈ 0.3746 \]

Thay vào công thức:

\[ 0.5 = n_2 \cdot 0.3746 \]

Giải ra \( n_2 \):

\[ n_2 = \frac{0.5}{0.3746} \approx 1.335 \]

Vậy chỉ số khúc xạ của nước được tính gần đúng là khoảng 1.335.