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무지개를 측면에서는 볼 수 없는 이유? 목록

" 무지개를 측면에서 보는 일은 불가능합니다. 먼저 무지개가
나타나는 이유붙 알아봅시다. 무지개는 태양광선이 물방울 안에
서 반사&굴절 되어 나타나는 현상으로, 무지개를 관찰 하기 위
해서는 태양을 등지고 있어야 합니다. 무지개의 아름다운 빛깔
은 프리즘 역할을 하는 무수한 작은 원형 물방울에 의해 생깁니
다. "

태양이 떠있는 하늘의 반대편에 나타나므로 아침에는 서쪽 하
늘, 저녁에는 동쪽 하늘에 무지개가 뜬다. 그렇다면 무지개가
항상 반원 모양으로 보이는 이유는 무엇일까요?

" 물방울 안으로 들어간 빛은 약 42°각도로 굴절한 후 반사되
어 나옵니다. 우리가 보는 무지개는 물방울에서 약 42°로 반사
되어 나오는 반사광입니다. 이 반사광은 태양의 고도각에 대해
서도 약42°입니다. 따라서 태양과 관찰자를 이은 연장선에 대
해 42°의 온갖 방향에 물방울이 존재한다면 관찰자는 동그란
모양의 무지개를 볼 수 있습니다. 그러나 지상에 있기 때문에
원형이 아닌 반원 모양으로 밖에 보이지 않습니다. "

무지개는 언제나 관찰자를 꼭지점으로 하는 원뿔형태를 이룬
다. 따라서 상공을 날고 있는 비행기에서 보면 장해물이 없기
때문에 동그란 모양의 무지개를 볼 수 있다.

" 관찰자는 원뿔의 원둘레 위에 있는 물방울에서 반사하는 빛만
을 볼 수 있습니다. 원둘레에서 벗어난 물방울이 반사한 빛은
보지 못하지요. 그러나 이러한 반사광은 다른 위치에 있는 관찰
자의 눈에 들어갑니다. 무지개를 측면에서 보기 위해 자리를 이
동해도 관찰자가 항상 원뿔의 꼭지점 역할을 하므로 상공에서
는 원형, 지상에서는 반원형으로밖에 보이지 않습니다. "

무지개를 자주 볼 수 없는 이유는 태양의 고도각에 대해 관찰자
와 반사광의 42°각도가 일치하는 일이 흔하지 않기 때문이다.

내용출처 : [도서] 교과서에서 배우지 못한 과학이야기(저자 :
타카하시 모토코 엮음, 김현영 옮김)

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