무지개는 왜 둥근 모양, 반원 모양일까?

무지개는 햇빛이 공기 중의 물방울을 통과하면서 생기는 기상현상이다.

 

 

 

무지개란?

 

무지개는 소나기가 내린 후나 폭포 근처에서 자주 볼 수 있는데 공기 중에 많은 물방울이 햇빛을 굴절시키고 반사할 때 나타난다.

 

무지개는 일반적으로 빨간색, 주황색, 노란색, 초록색, 파란색, 남색, 보라색의 기본 색상으로 하늘에서 색상의 반원 모양으로 볼 수 있다.

 

이러한 색상의 순서는 빛의 파장에 따라 결정되며 파장이 길수록 빨간색으로 나타나고 파장이 짧을수록 보라색으로 나타난다.

 

• 1차 무지개

수무지개라고도 불리며 안쪽이 보라색이고 바깥쪽이 빨간색으로 배열되어 있는 모습이다.

• 2차 무지개

암무지개라고도 불리며 빗방울 안에서 빛이 굴절과 두 번의 반사가 일어날 때 만들어진다. 1차 무지개와 반대로 안쪽이 빨간색이고 바깥쪽이 보라색으로 배열되어 있다.

• 쌍무지개

1차 무지개와 2차 무지개가 같이 뜬 것을 쌍무지개라고 한다.

 

무지개 종류는 이 외에도 여러 개의 무지개가 겹쳐서 생기는 과잉 무지개, 수면에 반사되어 또 무지개가 생기는 반사 무지개, 일몰 때 무지개가 붉게 생기는 붉은 무지개, 안개에 생기는 안개 무지개 등 여러 가지가 있다.

 

 

무지개는 왜 둥근 모양, 반원 모양일까?

 

무지개는 왜 직선 모양은 없고 반원모양만 있을까?

 

햇빛이 물방울에 들어갈 때 굴절되거나 구부러진다. 빛이 공기 중에서와 물속에서 서로 다른 속도로 이동하여 빛이 물방울에 들어갈 때 방향이 바뀌기 때문에 이러한 휘어짐이 발생한다.

 

무지개의 모양은 빛이 물방울을 통해 굴절되는 각도에 따라 결정되며 이로 인해 빛이 구성 요소 생상으로 분리된다.

 

빛이 물방울에 들어가면 구성 요소 색상으로 분산된다. 빛의 색상이 약간 다른 각도에서 구부러지기 때문이다. 이러한 색상의 분리를 분산이라고 하며 무지개에서 특징적인 색상 스펙트럼을 생성한다.

 

수평무지개(circumhorizon arc) : 기상학 용어로는 수평호라고 한다.

특정 대기 조건(태양이 하늘 높이 최소 58도 이상에 있을 때)에서는 수평 원호로 알려진 유사한 광학 현상이 발생할 수 있으며 이는 하늘에 수평 색상 띠로 나타난다. 이 효과는 높은 수준의 권운에서 얼음 결정을 통한 햇빛의 굴절에 의해 발생한다.

이 수평호는 눈에 보이는 색상 측면에서 무지개와 유사하게 보일 수 있지만 동일한 것이 아니며 일반 무지개와는 다른 광학 현상으로 인해 발생한다.

▶ 무지개 : 강우 후 공기 중의 물방울을 통해 햇빛이 반사, 굴절, 분산되어 형성.
▶ 수평호 : 권운에서 얼음 결정을 통한 햇빛의 굴절에 의해 발생.

 

 

다른 곳에 있는 사람도 똑같이 생긴 무지개를 볼 수 있을까?

 

다른 곳에 있는 사람은 같은 무지개를 볼 수 없다.

볼 수 있다고 해도 보는 각도에 따라서 다른 모습이 되기 때문에 똑같이 생긴 무지개를 보는 것은 불가능하다.

 

빗방울에서 나오는 빛은 태양과 빗방울에 대해 특정 각도에 위치한 사람에게 보인다. 이 각도는 보는 사람의 중심점 주위에 원형 패턴으로 배열된 색상의 전체 스펙트럼을 볼 수 있는 각도이다.