쇠라가 그린 무지개 원리

비가 그친 뒤 하늘을 바라보다가

예쁜 무지개가 보이면

뭔가 좋은 일이 생길 것 같아요.

그림에도 자주 등장하는 무지개!

왜 네모나 세모는 없을까요?

 

'아스니에르에서의 물놀이'를 위한 습작 - 쇠라

 

유럽에서 페스트로 학교가 쉬면서

뉴턴도 시골 엄마의 농장에 가서

농장 귀퉁이 창고에서 프리즘을 이용해

태양빛이 투명한 것이 아니라

여러 빛이 모여있다는 것을 알게 됩니다.

 

태양빛의 프리즘 분산

 

투명한 빛중에서 붉은 빛은 조금 꺾이고

보라(파랑) 빛은 많이 꺾인다는 것을 알 수 있습니다.

 

비가 온뒤

물방울 한개에 태양빛이 비친다면

마찬가지로 붉은 빛은 조금 꺾여서

물방울 밖으로 나가기도 하지만

대부분 다시 반사되어서

되돌아 나옵니다.

 

 

보라빛은 많이 꺾여서 원래 들어온 태양빛과

40도 정도의 각도를 이루면서 되돌아 나옵니다.

적게 꺾인 붉은 빛은 원래 빛과

42도 정도의 각도로 되돌아 나옵니다.

그림을 자세히 보다가 보면

무지개 색깔은

위에서부터 빨강, 주황,....

의 순서인데 이 그림에서 보면

보라빛이 가장 위에 있습니다.

우리가 실제 보는 무지개는

한개의 물방울에서 나온 빛을 보는 것이 아닙니다.

 

무지개 원리

 

우리가 비가 온 뒤 태양을 등지고 서서

보다 보면 무지개를 볼 수 있습니다.

무지개의 원리를 살펴 보면

우리의 등 뒤에서 온 태양빛이

우리가 보고 있는 방향의 수많은 물방울에서

반사가 됩니다.

 

그림에서 무지개를 만드는 두 물방울을

검은 점으로 표시 했습니다.

각 물방울마다 보라에서 빨강까지의 빛을

되돌려 내놓습니다.

우리가 서서 물방울들을 보면

빛이 들어오는 방향선에서

물방울에서 내 눈과 이은 선 사이의

각도가 40도인 물방울(아래 검은 점)에서

나온빛은 모두 보라(파랑)빛이

내 눈으로 들어오게 됩니다.

그런 물방울은 모두 반원 모양에

있는 물방울들입니다.

그래서 우리는 무지개에서 보라빛을 보면

반원모양입니다.

 

물방울에서 내 눈과 이은 선 사이의

각도가 42도인 물방울(위의 검은 점)에서

나온빛은 모두 빨강빛이

내 눈으로 들어오게 됩니다

마찬가지로 반원모양입니다.

 

42도의 각도에 있는 물방울이

40도에 있는 물방울보다

더 위에 있습니다.

그래서 우리가 보는 무지개는

반원 모양이고

위쪽부터 빨강이 있게 됩니다.

 

비 온뒤 해를 등지고 서서

낮이면 좀 더 낮은 곳에

저녁이 되면 지면에서 40도부근을

바라보면 쉽게 무지개를 찾을 수 있습니다.

 

도넛같이 동그란 무지개가 보고 싶다면

비행기를 타고

공기중에 물방울이 많이 있는

폭포 부근을 내려다 본다면

같은 원리로

동그란 모양의 무지개를 볼 수 있습니다.