Решение

У человека с хорошим зрением глаз фокусирует свет точно на сетчатку благодаря хрусталику и роговице. Показатель преломления роговицы (~1,376) и хрусталика (~1,386–1,406) обеспечивают нужную преломляющую силу (~60 дптр), большая часть которой (~40 дптр) создаётся роговицей из-за разницы показателей преломления воздуха (n=1) и роговицы.

Вода имеет показатель преломления n воды ≈ 1,33, что близко к показателю преломления роговицы. Из-за этого роговица почти не преломляет свет (так как разница n воды−n роговицы мала). Основную фокусировку теперь обеспечивает хрусталик, но его оптической силы (~20 дптр) недостаточно для фокусировки на сетчатке. В результате глаз в воде становится гиперметропическим (дальнозорким) — изображение фокусируется за сетчаткой.

Если человек в воде видит чётко, значит, его глаз каким-то образом компенсирует недостаток преломления роговицы. Это возможно, если в воздухе его глаз избыточно преломляет свет (из-за слишком сильной роговицы или удлинённого глазного яблока), то есть он близорукий. В воде его "лишняя" преломляющая сила компенсирует потерю преломления роговицей, и изображение снова попадает на сетчатку.