물방울 하나

물방울 하나를 크게

하늘의 수많은 물방울 가운데 하나를 크게 확대했습니다. 빗방울은 지름이 보통 1~2 mm 안팎인 작은 공 모양입니다. 하얀 햇빛 한 줄기가 지금 이 물방울의 위쪽에 닿으려 합니다. 이 빛이 물방울 안에서 어떤 길을 지나는지 따라가 봅니다.

왜?작은 물방울은 물의 겉면이 오그라들려는 힘 때문에 거의 둥근 공이 됩니다. 아주 큰 빗방울은 떨어지면서 아래가 조금 납작해지지만, 무지개를 이해할 때는 공으로 봐도 충분합니다.

더 알기물방울이 아주 작으면(지름 0.05 mm쯤 이하, 안개 알갱이 정도) 빛의 물결 성질 때문에 색이 번져서 거의 하얀 무지개가 됩니다. 이것을 안개 무지개라고 부릅니다.

빗방울의 지름 (예)

약 2 mm

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