무지개는 주로 햇빛이 대기 중의 비나 안개 등과 같은 물방울을 통과할 때, 굴절되고 반사되어 나타나는 과학현상입니다. 이때 햇빛의 파장별로 굴절률이 다르기 때문에 굴절되는 정도의 차이로 다양한 색깔이 관찰됩니다. 일반적으로 지표로부터 하늘에 걸쳐 반원형 고리 모양으로 나타납니다. 이러한 무지개의 종류와 그 생성원리 및 무지개를 잘 관찰할 수 있는 조건에 대해서 알아보겠습니다.
1. 무지개의 종류와 생성원리
1차 무지개는 햇빛이 물방울에 의해 굴절, 반사, 굴절되는 경로를 차례대로 거치기 때문에 태양과 관측자를 연결하는 선을 연장한 방향의 중심에서 40-42도로 나타납니다. 1차 무지개는 안쪽이 보라색, 바깥쪽이 빨간색으로 배열된 스펙트럼처럼 보이는데, 가시광선 영역에서는 파장이 짧은 보라색 빛이 상대적으로 긴 빨간색에 비해 더 큰 각으로 굴절되기 때문입니다.
2차 무지개의 경우, 반사 과정을 한번 더 거치기 때문에 50-53도로 나타나며, 색의 배열은 1차 무지개와 반대로 안쪽이 빨간색, 바깥쪽이 보라색 계열을 띄게 됩니다. 관찰자 입장에서는 항상 1차 무지개보다 높은 곳, 즉 1차 무지개의 바깥쪽에 나타납니다. 또한 2번의 반사에 의해 나타나므로 빛의 강도가 약해서 1차 무지개에 비해 뚜렷하지 않습니다.
2. 달무지개 moonbow
달무지개는 햇빛에 의해 만들어지는 무지개와 달리 달빛(달에서 반사된 태양빛)에 의해 만들어지는 무지개를 말합니다. 무지개가 태양 반대편 하늘에 생기는 것과 마찬가지로 달무지개 역시 달의 반대편 하늘에 만들어집니다. 또한, 달에서 반사되는 빛은 매우 약하기 때문에 달무지개는 일반 무지개에 비해 매우 희미하여 사람의 눈이 그 빛을 인식하기 어려워서 실제로는 뿌연 모습밖에 볼 수 없습니다.
달무지개는 달빛이 강한 보름달 근처에서 쉽게 관찰되며 주로 폭포 주위, 달의 고도가 낮으면서 하늘이 어두울 때 만들어질 수 있습니다. 물론, 달의 반대편에서 비가 내리고 있을 때 역시 달무지개가 만들어질 수 있으나, 이러한 조건들이 모두 맞아 떨어지기는 매우 힘들어서 달무지개를 보는 일은 아주 힘든 일입니다. Moonbow라는 단어는 처음으로 유타에서 달무지개를 기록한 Nick Whelan이 처음으로 사용하였습니다.
3. 무지개를 관찰하기 좋은 조건
무지개는 대기 중에 충분한 물방울과 빛이 공존하여야 관찰할 수 있습니다. 따라서 비가 그친 직후나 지표면 근처에서 폭포와 같이 다량의 물방울이 분사되는 환경에서 주로 나타납니다. 또한 무지개는 물방울이 의해 반사된 빛을 보는 것이므로 항상 태양을 등지고 있어야 관찰됩니다. 그러므로 태양을 등질 수 있는 이른 아침의 서쪽 하늘이나 늦은 오후의 동쪽 하늘에서 관찰된 가능성이 높습니다.
4. 무지개의 역사
무지개는 인류의 역사적 측면에서 오랫동안 함께 해왔으며, 아름다운 색깔과 화려함으로 인해 신비로운 존재였습니다. 특히 예술가들에게는 주요 소재가 되었습니다. 무지개는 처음에는 신학에서 주로 언급되었지만, 이후 음악, 미술, 문학 등의 다양한 예술분야애서 주요 소재로 다루어지고 있습니다. 최근에는 무지개 색깔은 다름을 인정하는 의미에서 성소수자들을 상징하는 깃발 색, 애플사의 로고 등으로 이용되기도 합니다.
5. 무지개와 관련된 속담
무지개와 관련된 속담 중에서 '아침무지개는 비, 저녁무지개는 맑음'이 있습니다. 이는 아침에 무지개가 뜨면 서쪽하늘에 비구름이 몰려오고 있다는 증거이기 때문에 비가 올 가능성이 크다는 것을 의미하고, 저녁무지개는 비구름이 동쪽으로 이동하면서 지나갔음을 알 수 있습니다. 또한, '해무리나 달무리가 나타나면 비가 온다'라는 속담은 상층에 얼음으로 구성된 얇은 권층운이 있을 때 햇빛이나 달빛을 일정한 방향으로 굴절하여 해무리나 달무리를 보이게 하는 데, 이는 강수가 머지 않았음을 의미합니다.
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