안녕하세요. 이애지 과학전문가입니다.
물이 없이 무지개가 생긴다는 표현은 공기중에 생기는 것이 아니라
유리창등을 통과하여 생긴 무지개를 표현하는 것이겠지요?
태양광은 우리의 눈에는 백색으로 보이지만
실제로는 다양한 색상의 빛이 모두 섞여 있는 상태입니다.
(물감은 모두 섞으면 검정색이 되지만, 빛은 흰색이 돼요.)
그런데 이 빛이 유리나 물과 같은 것을 통과하는 과정에서 굴절이라는 것이 일어나는데요.
태양빛을 이루는 여러가지 색상이 빛들은 색깔마다 굴절율(휘는 정도)가 다릅니다.
따라서 물방울이나 유리를 통과하면서 굴절율에 따라 빛이 분리가 되고
통과해서 나왔을 때는 각각의 색이 분리된 채로 따로따로 나오게 됩니다.
그리고 이것이 우리의 눈에는 무지개로 보이는 것입니다.
공기 중에는 우리 눈에는 보이지 않지만 수증기형태로 물이 항상 존재하고
이 수증기가 많을 때 주로 무지개가 관측되는데요.
물이 없이도 무지개가 생성되는 이유는
대게 유리를 통과했을 때로, 유리를 통과할 때도 앞의 원리와 같이
굴절률에 따라 색이 분리되어 그러한 현상이 나타나는 것입니다.