El lápiz en el vaso de agua parece doblado debido a la refracción de la luz. La refracción es la curvatura de la luz cuando pasa de un medio a otro, como del aire al agua o del agua al vidrio. La cantidad de curvatura depende del ángulo en el que la luz incide en la superficie y de la diferencia en los índices de refracción de los dos medios.

En el caso del lápiz de vidrio, la luz del lápiz incide en ángulo sobre la superficie del agua. Esto hace que la luz se doble y cambie de dirección. Luego, la luz viaja a través del agua e incide en la superficie del vidrio en ángulo. Esto hace que la luz se doble nuevamente y cambie de dirección. El efecto neto es que el lápiz parece estar doblado en el punto donde entra al agua y nuevamente en el punto donde entra al vaso.