무지개는 왜 둥근 활 모양일까요?
사실 무지개는 원래 동그란 모양이랍니다.무지개가 활 모양으로 보이는 것은, 태양의 정반대 지점에서 약 42도 떨어진 방향에 있는 빗방울만 색깔 빛을 눈에 보내 주기 때문이에요. 그 방향을 이으면 원이 되지만, 땅 위에서는 아래쪽 절반이 땅에 가려서 활 모양으로 보여요. 비행기에서는 둥근 무지개가 보일 때도 있어요.
빗방울 속에서 빛이 꺾여요
무지개는 햇빛이 공기 중의 빗방울에 들어가는 데서 시작돼요. 빛은 빗방울에 들어갈 때 꺾이고, 빗방울 안쪽 면에서 반사된 뒤, 밖으로 나올 때 한 번 더 꺾여요. 꺾이는 정도가 색깔마다 조금씩 달라서, 하얀 햇빛이 빨강부터 보라까지의 색으로 나뉘어요.
약 42도 방향만 빛나요
빗방울에서 나오는 빛은 원래 햇빛의 방향에서 약 42도 벗어난 방향으로 특히 많이 모여요. 그래서 태양을 등지고 섰을 때, 내 그림자의 머리 끝에 해당하는 '태양의 정반대 지점'에서 약 42도 떨어진 방향에 있는 빗방울만 무지개 빛을 눈에 보내 줘요. 그런 빗방울은 눈을 꼭짓점으로 하는 원뿔 모양으로 늘어서기 때문에, 보이는 무지개는 원이 돼요.
땅이 원의 아래쪽 절반을 가려요
땅 위에 있으면 원의 아래쪽 절반은 땅에 가려서 보이지 않아요. 태양이 낮은 아침이나 저녁에는 반원에 가까운 큰 무지개가, 태양이 높아질수록 작은 호가 보이고, 태양이 너무 높으면 땅 위에서는 보이지 않게 돼요. 높은 산 위나 비행기에서는 반원보다 큰 무지개나 둥근 무지개가 보일 때가 있어요.
바깥쪽은 빨강, 안쪽은 보라
무지개 색의 순서에도 규칙이 있어요. 빨간빛은 조금 더 큰 각도로, 보랏빛은 조금 더 작은 각도로 모이기 때문에, 무지개의 바깥쪽이 빨강, 안쪽이 보라가 돼요. 빛이 나아가는 방향과 각도만으로 모양이 정해지기 때문에, 무지개는 보는 사람의 위치에 따라 달라지고, 가까이 다가가도 무지개 끝에는 닿을 수 없어요.
더 알고 싶다면
- 주무지개 바깥쪽에 보이는 흐릿한 쌍무지개(부무지개)는 빗방울 속에서 빛이 2번 반사되어 생기는 것으로, 색의 순서가 주무지개와 반대예요.
- 주무지개와 부무지개 사이에서 하늘이 조금 어둡게 보이는 부분은, 약 1800년 전에 이를 기록한 인물의 이름을 따서 '알렉산더의 암흑대'라고 불러요.
- 맑은 날 태양을 등지고 호스나 분무기로 가는 물을 뿌리면, 직접 작은 무지개를 만들 수 있어요.
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무지개는 왜 활 모양으로 보일까요?
정답 보기
- 비구름이 둥글어서
- 지구가 둥글어서
- 원의 아래쪽이 땅에 가려서
원의 아래쪽이 땅에 가려서 태양의 정반대 지점에서 약 42도 떨어진 빗방울이 빛을 보내 주기 때문에 무지개는 원래 원입니다. 땅 위에서는 아래쪽 절반이 가려집니다.
태양의 정반대 지점에서 약 42도 떨어진 빗방울이 빛을 보내 주기 때문에 무지개는 원래 원입니다. 땅 위에서는 아래쪽 절반이 가려집니다.
다음 퀴즈 ›참고 자료
- Why are Rainbows Curved as Semicircles?University of Illinois Physics Van (영어)
- Rainbows（Physics 302l 講義ノート）The University of Texas at Austin (영어)
- RainbowsUniversity of St Andrews (영어)
이 글은 2026-10-03 기준으로 위 자료를 확인하고 썼습니다. 연구가 진행되면 설명이 바뀔 수도 있습니다. 사진 출처는 각 사진 아래에 있습니다.
