빛의 물방울을 통한 산란과 얼음 알갱이를 통한 산란은 무슨 차이가 있나요?
햇무리와 무지개를 조사하던 도중 무지개와 햇무리는 서로 다른 상태의 물에서 산란이 일어나는데 어떻게 똑같은 색 배열을 가지는지 모르겠습니다. 둘 다 물이기 때문에 똑같은 색 배열을 가지는 건가요? 얼음 알갱이는 정육각형의 형태이고 물방울은 걍 흐트러진 형태인데...그럼 입사각과 굴절각이 달라져서 서로 다른 색배열을 가질 수 있지 않을까요 ...ㅠㅠㅠ
빛의 물방울과 얼음 알갱이를 통한 산란은 모두 빛이 산란체(material)를 만나서 흩어지는 현상을 나타냅니다. 그러나 두 현상은 조도와 환경 등에 따라 약간의 차이가 있을 수 있습니다.
빛의 물방울을 통한 산란:
물방울이나 다른 액체 물체는 빛을 만나면 빛을 여러 방향으로 산란시키는 특성이 있습니다. 이러한 산란은 레이리 산란이라고도 불립니다.
빛이 물방울의 표면에 들어가면, 물방울 내부에서 반사와 굴절(reflection and refraction)이 발생합니다. 또한 물방울 내부에서 빛은 다양한 각도로 산란됩니다.
이 과정에서 각 색상의 빛들은 다양한 각도로 산란되기 때문에, 빛 스펙트럼의 다양한 색상이 물방울에서 흩어지면서 무지개가 형성됩니다.
얼음 알갱이를 통한 산란:
얼음 알갱이나 다른 고체 입자도 빛을 만나면 빛을 여러 방향으로 산란시키는 특성이 있습니다. 이는 레이리 산란과 유사합니다.
얼음 알갱이의 경우 물방울보다는 특정한 크기와 구조로 인해 빛을 더 집중적으로 산란시키는 경향이 있을 수 있습니다. 이 때문에 태양 또는 달의 주변에 빛을 집중적으로 산란시키는 얼음 알갱이가 있는 구름인 할로가 나타날 수 있습니다.
얼음 알갱이는 무지개 대신 흐린 환경에서 할로와 같은 특수한 광학 현상을 만들어낼 수 있습니다.
요약하면, 물방울과 얼음 알갱이를 통한 산란은 둘 다 빛이 산란체에서 흩어지는 현상을 나타내지만, 물방울은 무지개를 만들어내는 데 중요한 역할을 하며, 얼음 알갱이는 특수한 광학 현상을 만들어낼 수 있는 경우가 있습니다.