这就是折射现象,如果你根据折射定理不能分析出来的话,说明你对光学这部分还了解的不够,那么比如视深问题你也会遇到相同的麻烦,定性分析不清楚的话就更别说关于折射定律的定量分析了.
首先需要知道,眼睛是从侧面进行观察的.其次物体上的一点可以发出无数条光线,方向也是各个方向都有.最后要知道铅笔并没有真正的弯折,我们看到的只是现象.也就是光学成像现象；最后你还应该会判断：什么情况下是虚像,什么情况下是实像.
大致分析：任取水下铅笔的一点,分析他的成像原理.
比如取笔尖来分析,取两条从笔尖发出的相隔的很近的光线,做出他们穿出水面时候的折射图像（根据折射定理来作图）,可以发现两条光线经过水面之后是发散的,但是没关系,因为人的瞳孔是有一定大小的,所以完全可以认为这两条光线可以进入人眼.既然实际光线没有交点,那我们看到的就是虚像了,也就是反向延长这两条光线,他们会相交于一点,而相交点就是像点.而根据折射定律很容易知道：出射角是大于入射角的,所以像点在光源的上方,这就造成了铅笔向上偏的现象.