무지개의 스펙트럼이 빨주노초파남보와 같은 순서로 되어 있는 이유는 무엇인가요?
무지개의 스펙트럼은 '빨주노초파남보'와 같은 순서로 되어 있는데요. 이러한 색깔의 순서로 무지개의 스펙트럼이 보이는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요.
무지개의 스펙트럼이 빨강, 주황, 노랑, 초록, 파랑, 남색, 보라로 나타나는 현상은 물방울을 통과하는 태양광의 분산(dispersion)에 원인이 있습니다. 이러한 색상 배열은 광학적 현상(optical phenomenon)으로, 광원으로부터 방출된 백색광(white light)이 다양한 파장(wavelength)의 구성 요소로 분해되면서 발생합니다.
빛의 굴절(refraction)은 이 과정의 핵심입니다. 물방울에 들어오는 태양광이 물의 굴절률(refractive index)의 변화를 경험하면서, 빛의 각 파장은 서로 다른 각도로 굴절되어 나옵니다. 짧은 파장의 빛(ex : 파랑, 보라)은 긴 파장의 빛(ex : 빨강, 주황)보다 더 크게 굴절되는데, 이는 각 색상의 빛이 물질을 통과할 때 경험하는 굴절률이 파장에 의존적이기 때문입니다. 결과적으로, 각기 다른 파장의 빛이 물방울을 떠날 때 서로 다른 경로를 따라 이동하며, 이 현상이 무지개의 다채로운 스펙트럼을 생성합니다.
또한, 무지개가 나타나는 또 다른 요소로는 내부 반사(internal reflection)가 있습니다. 빛이 물방울 내부에서 한 번 이상 반사되면서, 이 반사 과정에서 빛의 분산이 더욱 강조됩니다. 이러한 다중 반사는 무지개의 강도와 밝기를 증가시키는 역할을 합니다.
이런 광학적 원리를 심도 있게 다루는 "Optic (Eugene Hecht)"과 같은 책을 추천드립니다.