무지개는 왜 항상 둥근 모양일까요?
무지개는 왜 항상 둥근 모양일까요?
삐뚤개도 되고 별 모양, 달 모양 이런건 안 될까요?
왜 항상 둥근모양으로만 나타날까요??
질문에 답변드리겠습니다.
무지개가 원형인 이유를 과학적으로 빛의 굴절부분은 호이겐스 원리때문입니다.
호이겐스 원리 참조:https://ko.m.wikipedia.org/wiki/%ED%95%98%EC%9C%84%ED%97%8C%EC%8A%A4_%EC%9B%90%EB%A6%AC
좀더 쉽게 설명드리면
대부분의 무지개가 원의 일부분인 호나 반원 모양인 이유는 물방울이 완 전한 구(球)모양이기 때문이다. 햇빛은 물방울의 표면 중 한 지점에 화살처 럼 들어가는 것이 아니다. 밤에 손전등을 비췄을 때처럼 해를 향하고 있는 물방울 표면 전체로 들어간다. 이 빛은 물방울 안에서 굴절하고 색깔별로 다르게 진행하는데 입체적으로 보면 물방울로부터 나오는 빛은 화살처럼 나 오는 것이 아니라 아이스크림 콘같은 고깔 모양이다. 빨간색 빛은 중심각 이 42。인 고깔 모양으로, 보라색 빛은 중심각이 40。인 고깔 모양으로 물 방울에서 나온다. 즉 무지개가 원형인 이유는 물방울이 원형이기 때문이 다. 만약 물방울이 원형이 아닌 사각형이나 삼각형이라면 우리는 새로운 모 양의 무지개를 볼 수 있다. 무지개 관찰자를 중심으로 충분히 넓은 곳에 물방울이 처져 있으면 완전 한 원모양의 도넛 무지개를 볼 수 있다. 즉 관찰자가 반일점 아래도 관찰 할 수 있을 때 도넛 무지개를 볼 수 있다. 해가 지평선에 걸려있고 빗방울들이 관찰자로부터 1km 떨어진 곳에 있다 고 하면 관찰자보다 730m 높이에 있는 물방울에서 나오는 빛중 빨간색 빛 이 관찰자 눈으로 들어오는데 관찰자를 중심으로 좌우로 퍼져있는 물방울들 에서 나오는 빛은 위로 730m 높이에 있는 물방울에서 나오는 빛이 관찰자 눈에 들어오는 것과 마찬가지로 관찰자로부터 수평으로 42。, 거리로는 730m 떨어진 곳에 있는 물방울로부터 나오는 빨간색 빛도 눈에 들어온다. 만약 관찰자 아래쪽으로 730m 지점에도 물방울이 있다면 그 물방울에서 나 오는 빨간색 빛도 눈으로 들어올 것이다. 그런 물방울들을 전부 모으면, 태 양과 나를 연결한 직선이 물방울들이 모여 있는 평면과 만나는 곳을 중심 (반일점)으로 원이 되므로 반일점을 중심으로 원모양의 무지개를 볼 수 있 게 된다. 그러나 현실적으로 물방울들은 지표면 위에만 있을 수 있으므로, 지표면에 서있는 사람들은 동그란 도넛같은 무지개를 보기 힘들다. 하지만 비행기를 타거나 산 위에 올라가서 관찰자를 중심으로 사방에 물 방울이 있게 되면, 완전한 원 모양의 무지개를 볼 수 있다. 이때 완전한 원 모양의 무지개를 보려면 물방울까지 약 1km 떨어진 경우 물방울이 적어 도 높이와 폭이 모두 1천460m (730×2m) 이상 되는 지역에 퍼져 있어야 하 며 그렇지 않으면 일부가 잘려나간 무지개를 볼 수 있다.
