뒷벽에서

대부분은 그냥 빠져나간다

색색의 빛이 물방울 뒷벽에 닿았습니다. 여기서 빛의 약 94%는 뒷벽을 뚫고 그대로 빠져나갑니다. 거울처럼 반사되어 안으로 돌아오는 빛은 약 6%뿐입니다. 무지개는 이 적은 빛으로 만들어집니다.

왜?빛이 하나도 빠져나가지 못하고 모두 반사되려면, 뒷벽에 49°보다 더 비스듬히 닿아야 합니다. 무지개를 만드는 빛은 약 40°로 닿아서 그보다 덜 비스듬합니다. 그래서 밤에 유리창에 내 모습이 희미하게 비치듯, 일부만 반사됩니다.

더 알기빛이 모두 반사되는 것을 전반사라고 부릅니다. 무지개를 "물방울 안에서 빛이 전반사된다"고 설명하는 글이 많지만, 무지개를 만드는 빛은 전반사가 아닙니다. 반사되는 비율은 프레넬 식으로 계산했습니다. 화면의 선 밝기는 보이도록 조정했고, 실제 비율은 이름표의 숫자입니다.

뒷벽에서 반사되어 돌아오는 빛

약 6%

뒷벽에 닿는 각도

약 40°

모두 반사되려면

48.6°보다 비스듬히

물의 굴절률 식(IAPWS, 20 °C)과 빛의 꺾임·반사 식으로 계산