잡담

특이한 무지개들

M14 진아 19.09.02. 09:40:04

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동그란 무지개

위는 산간을 비행하던 헬리콥터에서 촬영한 사진이다. 거의 원형의 무지개가 보인다. 상공이나 벼랑 위 등, 지표면이 방해 하지 않는 장소에서는 무지개가 이와 같은 모양으로 보이는 일이 있다.

진한 무지개의 바깥쪽에는 또 하나의 연한 무지개가 보인다. 전자를 ‘제1차 무지개’, 후자를 ‘제2차 무지개’라고 부른다. 제1차 무지개와 제2차 무지개에서는 색깔의 배열이 반대로 펼쳐진다. 하와이 카우아이섬에서 촬영.

밤과 달빛이 만드는 무지개

무지개는 낮에만 나타나는 것은 아니다. 조건이 성립되면 달빛이 물방울을 비춰 생기는 밤의 무지개(달의 무지개 : Moonbow)도 나타난다. 사진은 하와이 마우이섬 서해안에서 촬영했다. 비가 내린 곳에, 촬영자 뒤쪽의 산 너머에서 보름달이 얼굴을 내밀고 밤의 무지개가 나타났다.

달의 무지개는 사진에서는 무지개색으로 보이지만 맨눈으로는 하얀색으로 보인다. 어두울 때의 사람의 눈은 색깔 식별에 약하기 때문이다.

N자 모양의 '반사 무지개'

제1차 무지개와 제2차 무지개를 연결하는 무지개가 보인다. 노르웨이 북부의 호반에서 촬영했다. 비가 억수 같이 쏟아진 오후, 태양이 일순간 얼굴을 내밀고 이 기묘한 무지개가 나타났다.

이 무지개는 수면에 반사된 태양광이 공중의 물방울 안에서 반사해서 생긴 것이다. 이와 같은 무지개는 일반적인 무지개의 바로 위에 나타난다(아래 그림 참조).

또 수면에도 무지개가 보인다. 이 무지개는 물방울에서 반사한 빛이 수면에 반사해 눈에 도달한 것이다

하얀 무지개

물방울이 매우 작으면 반사, 굴절 이외의 현상의 영향이 커진다. 하얀 무지개는 빛의 ‘회절’ 현상에 의해 만들어진 것이다. 회절은 빛이 작은 구멍을 지날 때, 또는 극히 작은 장애물에 충돌했을 때 한 방향으로 진행하지 않고 퍼져서 나아가는 현상이다.

물방울에서 나온 빛이 회절을 일으키면, 굴절에 의해 나누어진 빛도 다시 겹쳐진다. 극단적인 경우에는 모든 색이 섞여서 하얀색으로 돌아간다. 이리하여 폭이 넓고 하얀 무지개가 생긴다. 시베리아의 툰드라에서 촬영.

붉은 무지개

무지개의 위치가 높은 것으로 보아, 태양의 고도가 낮은 새벽이거나 저녁때임을 알 수 있다. 태양 고도가 낮을 때의 태양광은 대기를 길게 통과하기 때문에 푸른색 빛이 사라진다. 이것이 아침놀과 저녁놀의 원인이다. 그래서 일반적으로는 희미하게 희고 밝은 무지개의 안쪽이, 이 무지개에서는 붉게 물들어 있다.

뉴질랜드에서, 해수면에 떠 있는 알바트로스의 배후에 걸린 새벽녘의 무지개를 촬영.

무지개가 증폭된다? - 과잉 무지개

위의 사진은 영국 남서부 다트무어 국립공원의 옆에 있는 밭에서 일어서는 무지개를 포착한 것이다. 이 사진에서 제1차 무지개의 바로 안쪽을 보면 몇 층의 무지개가 보인다. 이를 ‘과잉(過剩) 무지개(간섭 무지개)’라고 하는데, 배후에서 오는 빛이 약하거나 해서, 조건이 갖추어지지 않으면 여간해서는 볼 수 없다. 그러나 원리적으로는 어느 무지개에서나 일어난다.

과잉 무지개는 물방울 안에서 반사된 두 가닥의 평행 광선이 겹쳐서(이것을 간섭이라 한다) 나타난다. 두 가닥의 평행 광선에서 빛의 파동의 마루와 마루, 골과 골이 합치면 빛은 서로 보강되어 강해진다. 한편 마루와 골이 겹치면 빛은 서로 상쇄되어 약해진다