학문

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


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1개의 답변이 있어요!
  • 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.