Read in English 42도의 무지개

장면 목록 › 제4장 무지개는 왜 둥글까

쌍무지개

두 번 반사된 빛이 만드는 바깥 무지개

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두 번 반사된 바깥 무지개

무지개 바깥쪽에 흐린 무지개가 하나 더 뜰 때가 있습니다. 물방울 안에서 두 번 반사되어 나온 빛으로, 그림자 점에서 약 51°에 뜹니다. 반사가 한 번 더 있어서 색 순서가 반대(바깥이 보라)이고, 빛이 한 번 더 빠져나가서 더 흐립니다. 두 무지개 사이의 하늘은 둘레보다 어둡습니다.

왜?한 번 반사된 빛은 42°보다 큰 각도로 나오지 못하고, 두 번 반사된 빛은 51°보다 작은 각도로 나오지 못합니다. 그래서 그 사이로는 어느 쪽 빛도 오지 않아 어두운 띠가 생깁니다. 반대로 첫 무지개 안쪽 하늘은 둘레보다 밝습니다.

더 알기두 무지개 사이의 어두운 띠는 약 1,800년 전 이것을 처음 설명한 그리스 학자의 이름을 따서 알렉산드로스의 띠라고 부릅니다. 바깥 무지개는 빨강이 약 50.2°, 보라가 약 53.5°로 띠가 더 넓습니다. 반사를 세 번, 네 번 한 빛은 해 쪽 하늘에 아주 흐리게 떠서 맨눈으로는 거의 보이지 않습니다.

바깥 무지개의 각도
51°
바깥 무지개 · 빨강
50.2° (안쪽)
바깥 무지개 · 보라
53.5° (바깥쪽)

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

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Wikipedia: Rainbow

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숫자는 물의 굴절률 식(IAPWS 1997)과 빛의 꺾임(스넬)·반사(프레넬) 식으로 계산했습니다. 3D 그림에서 물방울 크기와 물방울 안에서 색이 갈라지는 각도는 보이도록 크게 그렸습니다.