비가 오고 난 후 무지개가 생성되는 자세한 원리가 무엇인가요

Question

비가 오거나 물방울이 흩뿌려지게 되면 무지개가 보여지게 되는데 이렇게 무지개가 생성되는 원리는 무엇이고 왜 무지개색은 항상 동일한 색을 가지는 것인가요?

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

비가 오고 난 후 무지개는 일정한 조건 아래에서 태양빛이 빗방울로 굴절되고 반사되어 형성됩니다.

우선, 빗방울 내부에서는 태양빛이 굴절됩니다. 빛이 물에서 공기로 나가면서 속도가 변하게 되고, 이에 따라 광선의 굴절각도도 변하게 됩니다. 이 굴절각도는 빛의 파장에 따라 달라지는데, 파장이 짧을수록 굴절각도가 크고 파장이 길수록 굴절각도가 작아집니다.

빗방울에서 굴절된 빛이 다시 빗방울 바깥쪽에서 반사되어 내부로 돌아가면서 빛의 파장에 따라 다른 각도로 반사됩니다. 이때 빛이 반사되는 각도가 일정한 조건을 만족하면 무지개가 형성됩니다. 이 조건은 빛의 파장과 반사각, 그리고 빗방울의 크기와 위치에 따라 결정됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

무지개는 햇빛이 대기 중의 수증기에 의해 굴절, 반사, 분산되면서 나타나는 기상학적 현상입니다.

즉, 비가 온 뒤 또는 공기에 물을 뿌린 경우 공기 중 물방울이 프리즘의 역할을 하며 햇빛을 굴절시켜 발생합니다.

무지개의 색이 항상 일정한 것은 태양빛의 파장이 동일하기 때문이며, 파장별로 굴절의 차이로 크기가 다르게 나타날 수는 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.

무지개의 생성원리는 비가온뒤에는 공기에 물방울이 날아 다니거든요.그때 햇빛이 비춰지면 햇빛은 가시광선인 빨,주,노,초,파,남,보가 있읍니다.

그리고 가시광선이 다른색으로 보이는 이유는 색에따라 색의굴절정도가 틀려서 그렇습니다 그래서 공기중에 떠도는 물방울에 햇빝이 들어가면서 굴절 (이유는 공기와 물에서의 빛에 속도가 다르기때문에 물과 공기의 경계면에서 빛이 굴절하는 것입니다)

하고 물방울 끝에 부딫쳐서 반사되고 (이것은 굴절각이 입사각 보다 크기때문에 일어나는 현상입니다 전반사라고 하죠) 다시 나가면서 굴절되서 프리즘과 똫같은 효과를 가질수 있게 됩니다 그럼 이제 나가면서 굴절이 가장 적게되는 빨간색과 가장 크게 굴절되는 보라색 그사이에있는 다른색들이 무지개를 형성하는것입니다.