무지개

 
 
 
 

그런데 무지개는 왜 비온 후에만 생기는 걸까?

 

 

무지개는 비온 후 갑자기 햇빛이 비추는 시간에 생기지요. 그런데 왜 무지개는 비온 후에 생기는 걸까요?
이것을 이해하기 위해 빛의 굴절에 대해 복습을 좀 해볼까요?
빛이 공기에서 물로 들어갈 때는 물 표면에 수직인 선인 법선 쪽으로 휘지요.

 

 

반대로 빛이 물에서 공기로 나올때는 법선 바깥쪽으로 휘구요.

 

 

이때 빛이 일정 각도 이상으로 입시되면 빛이 물을 빠져 나가지 못하고 물 안에 갇히게 되지요.
이 각도를 임계각이라고 하고, 빛이 공기 중으로 나아가지 못하고 물 표면에서 물로 다시 되돌아오는 현상을 전반사라고 하지요.

 

 

무지개를 이해하기위해 또 알아야 하는 한가지는 백색광인 햇빛은 빨강, 주황, 노랑, 초록, 파랑, 남, 보라의 여러 색이 섞여 있는 것이라는 것입니다. 이 여러 색깔들은 굴절하여 꺾이는 정도가 다른데 보라색이 가장 큰 각도로 꺾이고, 빨강이 가장 작은 각도로 꺾입니다.

보통 때는 이 꺾이는 정도의 는 차이가 작아 우리가 알아차리지 못합니다. 하지만 빛을 삼각뿔 모양의 유리인 프리즘을 통과시키면 공기와 우리의 경계면에서 두 번 굴절하면서 우리 눈으로도 알아차릴 만큼 꺾이는 각도 차이가 생깁니다. 그 결과 우리는 무지개와 같이 펼쳐진 색을 볼 수 있습니다.

 

 

그러니까 비 온 뒤에는 프리즘과 같은 역할을 하는 무엇인가가 햇빛을 펼쳐 주는거군요. 그것이 무엇일까요?
바로 물방울 입니다. 비 온 후엔 공기 중에 아주 작은 물방울들이 떠 있습니다. 이 물방울에 빛이 들어가면 다음과 같은 일이 일어납니다.

 

 

우리가 보는 무지개는 햇빛이 물방울에 의해 굴절, 반사되어 우리 눈에 닿은 것이므로 우리가 볼 때엔 해의 반대 방향에 무지개가 생깁니다. 그리고 우리 눈과 지평선이 이루는 직선에 약 40° 정도 위에 생깁니다.

 
 

 

 

 

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