더운여름 도로위에 신기루가 있던데 왜그런가요?
안녕하세요? 더운 여름 도로위를 처다 보면 호수나 물이 고인것처럼 보이던데요~ 그러나 접근해 보면 그 물웅덩이는 사라지는데요~ 더운 여름 도로위에 신기루가 있던데 왜그런가요?
안녕하세요.
신기루(mirage)는 광학적 현상(optical phenomenon)으로서, 특히 더운 여름날에 평평한 도로 표면 위에서 자주 관찰됩니다. 이 현상은 공기 중 온도 구배(temperature gradient)에 의해 발생하는 빛의 굴절(refraction)과 관련이 있습니다. 더운날, 아스팔트는 태양의 열을 집적하여 공기를 가열하며 이 과정에서 공기의 밀도가 낮아집니다. 이러한 밀도 변화는 높은 온도로 인한 공기의 밀도 감소(density decrease)에 기인하며, 이는 공기가 가벼워지고(refractive index decreases), 빛의 경로를 변화시키는 요소로 작용합니다.
빛이 이러한 밀도가 낮은 공기층을 통과할 때, 더 높은 밀도를 가진 차가운 공기층으로 진입하면서 굴절됩니다. 이 굴절은 빛이 마치 도로 표면에서 반사되는 것처럼 보이게 만들어, 관찰자에게는 도로 위에 물이 고여 있는 것처럼 보이게 합니다. 실제로는 물이 없으나, 빛의 굴절로 인해 생성된 광학적 착각(optical illusion)입니다.이 현상은 '하류 신기루'(inferior mirage)라고 불리며, 보통 고온의 지면 근처에서 발생하는 반면, '상류 신기루'(superior mirage)는 차가운 지역에서 공기가 뜨거운 지역보다 차가워 발생합니다. 하류 신기루는 주로 지평선에서 물체가 뒤집혀 보이는 것과는 달리, 물이나 물체가 도로에 반사되는 것처럼 보이게 만듭니다.
안녕하세요. 곽지윤 전문가입니다.
질문하신 내용은 사막에서 신기루를 보는 현상과 원리가 동일합니다
빛의 굴절에 의해 생기는 현상입니다
여름에 지표면이 뜨겁기 때문에 공기의 온도가 올라갑니다. 일반적으로 공기는 온도가 상승할때 기체분자간의 거리가 늘어나기 때문에 밀도가 줄어듭니다
이를 광학적인 측면에서 보자면 공기의 굴절률이 변화하는 것과 동일합니다. 즉, 공기가 마치 볼록 렌즈나 오목렌즈처럼 빛을 굴절시키는(휘게만드는) 역할을 하게 됩니다
어릴 때 돋보기로 무언가를 관찰해보신적 있으실거라 생각합니다. 돋보기를 볼 때 보통 돋보기의 중앙에 눈을 위치하고 관찰하게 되는데, 중앙이 아닌 돋보기의 끝부분으로 물체를 관찰하면 돋보기 바로 앞에 위치한 물체가 보이는게 아니라 다른 위치의 물체가 보이게 됩니다. 돋보기 렌즈에 의해 빛이 굴절되어서 바로 앞이 아닌 다른 위치를 관찰하게 되는 것이죠
신기루도 이와 마찬가지로 대기의 온도 변화에 따른 굴절률 변화가 발생하고 이때문에 빛이 굴절하여 다른 위치에 있는 물체를 보게되는 현상입니다
감사합니다