그림자 점

해를 등진 내 눈으로

이제 땅으로 돌아옵니다. 해를 등지고 서면 내 머리 그림자는 해의 정반대 쪽을 가리킵니다. 그 방향을 그림자 점이라고 부르겠습니다. 그림자 점에서 42° 떨어진 곳에 있는 물방울은, 몰린 빛을 정확히 내 눈 쪽으로 보냅니다. 그래서 그 자리가 밝게 빛나 보입니다.

왜?햇빛은 아주 먼 해에서 거의 나란히 들어오므로, 어느 물방울에서든 해 쪽 방향은 같습니다. 물방울에서 해 쪽으로부터 42° 기울어져 나온 빛이 내 눈에 닿으려면, 내 눈에서 볼 때 그 물방울은 그림자 점에서 42° 떨어져 있어야 합니다.

더 알기해가 지평선 위 15°에 있으면 그림자 점은 지평선 아래 15°에 있습니다. 그래서 무지개 꼭대기는 지평선 위 약 27°에 뜹니다(42 − 15). 화면의 물방울은 보이게 크게 그렸습니다.

그림자 점에서 잰 각도

42°

그림자 점

지평선 아래 15°

무지개 꼭대기

지평선 위 약 27°

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