El fenómeno involucrado en esta experiencia se denomina Refracción de la luz.
Este se produce cuando un rayo de luz pasa de un medio transparente o translúcido a otro medio diferente (también transparente o translúcido) cambiando su dirección y velocidad.
En este caso, la luz que te permite ver las flechas dibujadas en el papel sufrió esta desviación y cambio de velocidad, dándote la sensación de que las flechas apuntan al sentido contrario.