무지개는 어떻게, 어디서 생기는건가요?

Question

왜 흔히 말 하는 일곱가지 색을 띄는지,

그리고 대부분 둥근 모양, 형태로 생기는 이유,

또 무지개가 뜬 곳으로 가면 가까이서 볼 수 있는건지 궁금합니다

Answer 1

안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.

무지개는 빛이 공기 중의 물방울에 닿을 때 발생하며 비가 내리고 햇빛이 비추는 상황에서 잘 볼 수 있는데, 이때 물방울은 빛을 굴절시키고, 내부에서 반사시키고, 다시 굴절시키면서 여러 색으로 분해하게 합니다. 이 현상은 굴절(빛이 다른 매질을 통과할 때 경로가 꺾이는 현상)과 반사(빛이 매질의 내부에서 반사되는 현상), 분산(빛이 여러 파장으로 나뉘는 현상) 때문에 발생하게 되며 햇빛은 사실 여러 색의 빛이 섞인 백색광인데, 물방울을 통과하면서 각기 다른 색깔로 분해됩니다. 햇빛이 물방울을 통과할 때 굴절률이 다른 파장의 빛이 각기 다른 경로로 굴절되어 색깔(빨강, 주황, 노랑, 초록, 파랑, 남색, 보라)이 나누어집니다. 사실 무지개에는 이 일곱 가지 색 외에도 더 많은 색상이 포함되어 있지만, 인간의 눈이 가장 구별하기 쉬운 색상으로 보이는 것이 이 일곱 가지입니다. 또한, 이 일곱 가지 색을 구분하는 것은 문화적 차이도 있는데 일부 문화권에서는 여섯 가지 색으로 구분하기도 합니다. 무지개가 둥글게 보이는 이유는 빛이 물방울에 들어갔다가 반사되는 과정에서 각 빛의 경로가 원형을 이루기 때문입니다. 무지개를 만드는 각도는 약 42도로, 이 각도를 기준으로 빛이 여러 방향으로 굴절 및 반사되어 원호 모양을 만들게 합니다. 우리는 보통 지면에 서 있기 때문에 무지개의 상반부만 볼 수 있고, 그로 인해 반원 모양으로 보입니다. 그러나 비행기 안이나 높은 곳에서 무지개를 보면 완전한 원형으로 무지개가 나타나게 됩니다!