비 온 뒤 하늘에 뜨는 무지개는 햇빛이 물방울을 통과하며 굴절 및 분산되어 나타나는 데요. 빛의 스펙트럼 분산 원리가 어떻게 되는지 궁금합니다.

Question

비 온 뒤 하늘에 뜨는 무지개는 햇빛이 물방울을 통과하며 굴절 및 분산되어 나타나는 데요. 빛의 스펙트럼 분산 원리가 어떻게 되는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

우리가 비온 뒤에 볼 수 있는 무지개는 백색광인 햇빛이 대기 중의 빗방울에 들어갈 때, 파장에 따라 굴절하는 정도가 달라지면서 여러 빛깔로 갈라지는 빛의 분산 현상 때문에 나타납니다.

햇빛은 파장이 다른 여러 색의 빛이 섞여 있는 백색광인데요. 빛이 공기 중에 떠 있는 물방울로 진입할 때는 속도가 느려지면서 경로가 꺾이는 굴절 현상이 나타나는데, 이때 빛의 파장에 따라 꺾이는 정도가 달라집니다. 파장이 긴 빨간색 빛은 에너지가 작고 물속에서 속도 변화가 상대적으로 적어 덜 꺾이게 되고, 파장이 짧은 보라색 빛은 에너지가 크고 물속에서 속도가 많이 줄어들어 더 크게 꺾입니다. 이렇게 분리된 빛은 물방울의 뒷면의 벽에 부딪치며 반사하게 되고, 빛이 물방울을 빠져나와 공기 중으로 나올 때 다시 한번 꺾이면서 분산이 일어나 우리가 보이는 무지개가 되는 것입니다.