Свет от лампочки выходит из воды наружу только там, где он падает на поверхность под углом меньше предельного угла полного внутреннего отражения. Где угол падения больше предельного — свет целиком отражается обратно в воду. Поэтому над лампочкой образуется круглое «окно», через которое свет выходит, и плот минимального радиуса как раз накрывает это окно: его край приходится на лучи, падающие точно под предельным углом.

Предельный угол. Для границы вода—воздух \sin\theta_{пр}=\dfrac{1}{n}=\dfrac{1}{1{,}33}=0{,}75, откуда \theta_{пр}\approx48{,}8^\circ (показатель преломления воды n=\dfrac{4}{3}).

Связь глубины и радиуса. Луч из лампочки к краю плота падает на поверхность под предельным углом, а горизонтальное смещение этого луча равно радиусу: \tan\theta_{пр}=\dfrac{R}{H}. Отсюда глубина

H=\dfrac{R}{\tan\theta_{пр}}=\dfrac{2{,}4}{1{,}14}\approx 2{,}1\ \text{м}.