Почему палка конец которой опущен в воду кажется ломаной? В какую сторону направлен излом?

Чтобы понять это достаточно вспомнить закон преломления света.

При переходе световых лучей из менее плотной среды в более плотную угол падения будет больше угла преломления, рассчитываемую от перпендикуляра, к границе раздела двух сред.

На основе данного закона нетрудно понять, что изображение палки, отражаясь, будет проецироваться в большие лучи таким образом, что изображение палки будет казаться больше в результате искажения световых лучей.

Соответственно излом будет направлен в сторону наблюдающего.