순서가 뒤바뀐 무지개

가끔 색의 순서가 반대로 된 보다 큰 2차 무지개가 1차 무지개 위에 형성되는 수가 있다. 이 2차 무지개는 1차 무지개보다 색이 희미한 것이 보통이다. 2차 무지개가 형성되는 이유는 태양광선이 빗방울에 진입할 때의 각도에 따라 각 방울 안에서 두 차례 내부반사가 일어나기 때문이다.

 

그림을 보면 2차 무지개의 빛은 각 방울에서 두 차례 내부반사를 거친 후 나오기 때문에 빨강이 밑에, 보라가 위에 자리잡게 되는 과정을 알 수 있다. 무지개를 볼때 한 개의 물방울에서 사람의 눈에 들어오는 빛은 한가지 뿐이다. 무지개가 떴을 때 위, 아래, 옆 어디로 움직이든 무지개는 따라서 움직인다. 그 이유는 움직일 때마다 무수히 많은 방울 중 다른 방울에서 나오는 빛이 눈에 들어오기 때문이다.

 

 

 

두 사람이 서서 무지개를 볼 때 각자가 보는 무지개는 옆 사람이 보는 것과 정확하게 똑같지 않다. 모든 사람이 저마다 자기 무지개를 즐길 수 있는 것이다. 작은 구형 물방울로 구성된 얇은 구름층을 통해 달이 비칠 때 광환이라고 하는 밝은 빛은 빛의 고리가 달 둘레에 형성된다.

 

태양에도 같은 효과가 나타날 수 있으나 햇빛이 너무 밝기 때문에 사람이 보기는 어렵다. 이처럼 광환이 형성되는 것은 빛이 물체를 돌아서 통과할 때 발생하는 회절 현상 때문이다. 연못에서 물결이 작은 돌을 돌아서 이동한다고 가정해보자. 파들이 돌 주위를 퍼져 나감에 따라 한 파의 골은 다른 파의 마루와 만나게 된다. 

 

그 결과 파들이 서로 상쇄작용을 통해 잔잔한 수면을 형성하게 된다. 그러나 2개의 파 마루끼리 만나면 돌아갈 때도 같은 현상이 발생한다. 광파들이 함께 이동할 때는 밝은 빛이 보이고 광파들이 상쇄작용을 할 때는 어둡게 보인다.