무지개

무지개는 물방울에 빛이 반사되고 굴절되며 분산되어 하늘에 나타나는 빛의 스펙트럼을 초래하는 기상 현상입니다. 그것은 여러 가지 색의 원호 형태를 취합니다. 햇빛에 의해 야기 된 무지개는 항상 태양의 바로 맞은 편 하늘에 나타납니다.

무지개는 완전한 동그라미가 될 수 있습니다. 그러나 관측자는 일반적으로 지상 위에 조명 된 물방울에 의해 형성된 원호 만보고 태양으로부터 관찰자의 눈으로 향하는 선을 중심으로 본다.

기본 무지개의 아크는 바깥 쪽 부분에 빨간색을 표시하고 안쪽에는 보라색을 표시합니다. 이 무지개는 물방울에 들어갔을 때 굴절되는 빛에 의해 생긴 다음 물방울의 뒤쪽으로 반사되고 그 물방울을 떠날 때 다시 굴절됩니다.

두 번 무지개의 경우 두 번째 원호가 기본 원호의 바깥쪽에 표시되며 원호의 안쪽면에 빨간색이 그 색의 순서가 바뀝니다. 이것은 물방울의 내부에서 빛이 두 번 반사되어 떠나는 이유입니다.

개요
무지개는 관찰자로부터 특정 거리에 위치하지 않지만 광원에 대해 특정 각도에서 볼 때 물방울에 의해 발생하는 착시에서 비롯됩니다. 따라서 무지개는 대상이 아니며 물리적으로 접근 할 수 없습니다. 사실 관측자가 빛의 반대 방향에서 42도 각도의 관례적인 각도 이외의 각도에서 물방울로 무지개를 보는 것은 불가능합니다. 관찰자가 무지개의 “아래”또는 “끝에”보이는 다른 관찰자를 보더라도 두 번째 관찰자는 첫 번째 관찰자가 보는 것과 동일한 각도로 다른 무지개를 멀리 보게됩니다.

무지개 색깔의 연속 스펙트럼을 스팬. 인식되는 별개의 밴드는 인간의 색각에 의한 인공물이며 무지개의 흑백 사진에서는 어떤 유형의 밴딩도 보이지 않으며 최대 강도의 부드러운 그라데이션 만 나타나고 반대쪽으로는 사라집니다. 인간의 눈으로 보았을 때, 가장 일반적으로 인용되고 기억 된 순서는 뉴턴의 빨강, 주황색, 노랑색, 녹색, 파란색, 인디고 및 바이올렛으로 니모닉 인 리차드 오브 요크 게이브 배틀 인 (ROYGBIV)이 기억하고 있습니다.

무지개는 많은 형태의 공기 중 물로 인해 발생할 수 있습니다. 여기에는 비뿐만 아니라 안개, 스프레이 및 공기 중 이슬도 포함됩니다.

시계
무지개는 공기 중에 물방울이 있고, 낮은 고도 각에서 관찰자 뒤에서 빛나는 햇빛이있을 때마다 관찰 할 수 있습니다. 이 때문에 무지개는 일반적으로 아침에는 서쪽 하늘에, 이른 저녁에는 동쪽 하늘에서 볼 수 있습니다. 가장 아름다운 무지개 디스플레이는 구름이 비가 내리고 하늘의 절반이 여전히 어두울 때 발생하며, 관찰자는 태양 방향으로 맑은 하늘이있는 지점에 있습니다. 결과는 어두운 배경과 대비되는 빛나는 무지개입니다. 이러한 좋은 시야 상태 동안 크고 그러나 희미한 2 차 무지개가 종종 보입니다. 1 차 무지개의 바깥 쪽에서 약 10 °의 색으로 역순으로 나타납니다.

무지개 효과는 폭포 또는 분수 근처에서 흔히 볼 수 있습니다. 또한 화창한 날에는 공기 중에 물방울을 분산시켜 인위적으로 만들 수 있습니다. 드물게 달밤, 달빛의 무지개 또는 밤 무지개가 강렬하게 보일 수 있습니다. 저조도에서는 인간의 시각적 인 색상 인식이 좋지 않으므로 말꼬리는 종종 흰색으로 인식됩니다.

한 프레임에 무지개의 반원 전체를 촬영하는 것은 어렵습니다. 84 °의 시야각이 필요하기 때문입니다.35mm 카메라의 경우 초점 거리가 19mm 이하인 광각 렌즈가 필요합니다. 이제 여러 이미지를 파노라마로 스티칭하는 소프트웨어를 사용할 수 있으므로 일련의 겹쳐진 프레임에서 전체 호와 보조 호의 이미지를 쉽게 쉽게 만들 수 있습니다.

비행기와 같이 지구의 상공에서 무지개가 완전한 원으로 보일 때가 있습니다. 이 현상은 영광 현상과 혼동 될 수 있지만 일반적으로 영광은 훨씬 작아서 5-20 ° 만 덮습니다.

기본 무지개 안의 하늘은 활 밖의 하늘보다 밝습니다. 이것은 각 빗방울이 구체이기 때문에 하늘의 원형 디스크 전체에 빛을 산란시키기 때문입니다. 디스크 반경은 빛의 파장에 따라 다르며, 적색광은 청색광보다 큰 각도로 산란됩니다. 대부분의 디스크에서 모든 파장의 흩어져있는 빛이 겹쳐서 하늘을 밝게하는 흰색 빛을 낳습니다. 가장자리에서는 산란의 파장 의존성이 무지개를 발생시킵니다.

1 차 무지개 호의 빛은 아치에 접선 방향으로 96 % 편광됩니다. 두 번째 호의 빛은 90 % 편광됩니다.

스펙트럼 또는 무지개 색상의 수
유리 프리즘과 점 광원을 사용하여 얻은 스펙트럼은 밴드가없는 파장의 연속체입니다. 인간의 눈이 스펙트럼에서 구별 할 수있는 색의 수는 100 정도입니다. 따라서 Munsell 색 시스템 (인간의 시각적 인식을위한 동일한 단계에 기초한 수치로 색을 설명하는 20 세기 시스템)은 100을 구별합니다 색상. 주 색상의 뚜렷한 이산은 인간의 인식의 인공물이며 주 색상의 정확한 수는 다소 임의적 인 선택입니다.

그의 눈이 색을 구별하는데별로 중요하지 않다고 인정한 뉴턴은 원래 스펙트럼을 빨강, 노랑, 초록, 파랑, 보라색의 5 가지 주요 색으로 나눴다. 나중에 그는 오렌지와 인디고를 포함하여 음악 규모의 음표 수에 비유하여 7 가지 주요 색을 부여했습니다. 뉴턴은 색, 음표, 태양계의 알려진 대상들, 그리고 태양계의 알려진 대상들 사이에 연결이 있다고 생각했던 고대 그리스의 세련 론자들의 믿음에서 파생 된 믿음에서 가시 스펙트럼을 7 가지 색상으로 분리하기로 결정했다. 그 주.

아이작 아시모프 (Isaac Asimov)에 따르면 “인디고는 청색과 보라색 사이에있는 색으로 나열하는 것이 관습이지만, 인디고는 별개의 색으로 간주되는 존엄성을 가질만한 가치가없는 것처럼 보였습니다. ”

무지개의 색상 패턴은 스펙트럼과 다르며 색상이 덜 포화됩니다. 무지개에는 임의의 특정 파장에 대해 하나의 변하지 않는 각도가 아닌 사출 각도의 분포가 있기 때문에 스펙트럼 번짐이 있습니다. 또한 무지개는 태양의 디스크 지름 (0.5 °)이 무지개의 너비 (2 °)에 비해 무시할 수 없기 때문에 포인트 소스에서 얻은 활의 흐린 버전입니다. 따라서 레인보우의 색상 띠의 수는 특히 물방울이 특히 크거나 작은 경우 스펙트럼의 띠 수와 다를 수 있습니다. 따라서 무지개의 색상 수는 다양합니다. 그러나 무지개라는 단어가 스펙트럼을 의미하는 데 부정확하게 사용 된 경우 이는 스펙트럼의 주 색상 수입니다.

무지개에서 모두가 7 가지 색상을 볼 수 있는지에 대한 질문은 언어 상대성 이론과 관련이 있습니다.무지개가 감지되는 방식에 보편성이 있다는 제안이 제기되었습니다. 그러나 더 최근의 연구에 따르면 관찰 된 고유 색상의 수와 이러한 색상이 불리는 것은 언어의 색상이 적고 이산 색상 띠가 적은 사람들과 함께 사용하는 언어에 따라 달라집니다.

설명
햇빛이 빗방울에 닿으면 빛의 일부가 반사되고 나머지는 빗방울에 들어갑니다. 빛은 빗방울의 표면에서 굴절됩니다. 이 빛이 빗방울의 뒤를 칠 때, 그 중 일부는 뒤에서 반사됩니다. 내부 반사광이 다시 표면에 도달하면 다시 한 번 내부적으로 반사되고 일부는 내부에서 반사되어 굴절됩니다. (두 번째로 표면을 만난 후 방울에서 반사되거나 뒤에서 빠져 나오거나 방울 안에서 계속 반사되는 빛은 기본 무지개의 형성과 관련이 없습니다.) 전반적인 효과는 들어오는 빛은 0 °에서 42 °까지 반사되며, 42 °에서 가장 강한 빛이 반사됩니다. 이 각도는 방울의 크기와 무관하지만 굴절률에 따라 다릅니다. 바닷물은 빗물보다 굴절률이 높으므로 해상 스프레이의 “무지개”반경이 진정한 무지개보다 작습니다. 이것은 이러한 리본의 오정렬로 인해 육안으로 볼 수 있습니다.

되돌아 오는 빛이 약 42 °에서 가장 강렬한 이유는 이것이 전환점이라는 것입니다. 즉, 방울의 가장 바깥 쪽 링에 부딪히는 빛이 그 방울을 중앙에 더 가깝게 치는 것처럼 42 ° 미만으로 되돌아옵니다. 모두가 42 ° 주변으로 돌아 오는 빛의 원형 띠가 있습니다. 태양이 평행 한 단색광을 방출하는 레이저라면,이 각도에서 활의 휘도 (밝기)는 무한대로 향하게 될 것입니다 (간섭 효과는 무시하십시오). 그러나 태양의 휘도가 유한하고 그 광선이 모두 평행하지 않기 때문에 (휘도는 하늘의 반 정도를 덮는다) 휘도는 무한대로 이동하지 않는다. 또한 빛이 굴절되는 양은 파장에 따라 달라지며, 따라서 색상도 달라집니다. 이 효과를 분산이라고합니다. 청색광 (단파장)은 적색광보다 큰 각도로 굴절되지만, 액체 방울의 뒷면으로부터의 광선의 반사 때문에, 청색광은 원래의 입사광에 비해 작은 각으로 방울로부터 나온다 붉은 빛. 이 각도로 인해 기본 레인보우 호의 안쪽에는 파란색이 표시되고 바깥쪽에는 빨간색이 표시됩니다. 이 결과는 무지개의 다른 부분에 다른 색상을 제공 할뿐만 아니라 밝기를 감소시킵니다. (분산이없는 액체의 물방울에 의해 형성된 “무지개”는 흰색이지만 보통 무지개보다 밝습니다.)

빗방울 뒤의 빛은 전체 내부 반사를 겪지 않으며 뒤쪽에서 약간의 빛이 나옵니다. 그러나 빗방울 뒤에서 나오는 빛은 관찰자와 태양 사이에 무지개를 만들지 않습니다. 왜냐하면 빗방울 뒤쪽에서 방출되는 스펙트럼에는 다른 가시적 인 무지개처럼 최대 강도가 ​​없으므로 색상이 혼합되기 때문입니다 함께 무지개를 형성하기보다는 함께.

무지개는 특정 위치에 존재하지 않습니다. 많은 무지개가 존재합니다. 그러나 태양에 의해 조명되는 빛의 물방울으로서의 특정 관찰자의 관점에 따라 오직 하나만 보일 수있다. 모든 빗방울은 같은 방식으로 햇빛을 굴절시키고 반사하지만 일부 빗방울의 빛 만이 관찰자의 눈에 도달합니다. 이 빛은 그 관찰자에게 무지개를 구성합니다. 태양 광선, 관찰자의 머리 및 (구형) 물방울로 구성된 전체 시스템은 관찰자의 머리를 통과하는 축을 중심으로 태양 광선과 평행 한 축 대칭을 이룹니다. 관찰자, 방울 및 태양 사이에 직각을 이루는 모든 빗방울 세트가 관찰자와 함께 태양을 가리키는 원뿔 위에 놓여 있기 때문에 무지개가 구부러져 있습니다. 원뿔의 기저부는 관측자의 머리와 그림자 사이의 선에 대해 40-42 °의 각도로 원을 형성하지만 관측자가 지표면에서 충분히 멀리 떨어져 있지 않으면 원의 50 % 이상이 수평선 아래에 있습니다. 예를 들어 비행기에서 볼 수 있습니다 (위 참조). 또는 오른쪽 유리한 지점의 관찰자가 분수 또는 폭포수 스프레이에서 전체 원을 볼 수도 있습니다.

수학적 파생
우리는 무지개가 다음과 같이 경계를 이루는 지각을 결정할 수 있습니다.

구형 빗방울이 주어지고 무지개의 감지 각을 2φ로 정의하고 내부 반사각을 2β로 정의하면 방울의 표면 법선에 대한 태양 광선의 입사각은 2β – φ입니다. 굴절각이 β이므로 스넬의 법칙은 우리에게 주어진다.

sin (2β – φ) = n sinβ,
여기서 n = 1.333은 물의 굴절률입니다. φ에 대해 풀면 우리가 얻는다.

φ = 2β – arcsin (n sinβ).
무지개는 각도 φ가 각도 β에 대해 최대 인 곳에서 발생합니다. 따라서 미적분에서 dφ / dβ = 0으로 설정하고 β를 풀면 다음과 같은 결과가 나온다.


φ에 대한 이전 방정식으로 다시 대입하면 무지개의 반경 각으로 2φmax ≈ 42 °가됩니다.

변형

여러 무지개
이차 무지개는 빗방울 내부의 햇빛이 이중으로 반사되어 발생하며 태양 자체를 중심으로합니다. 약 127 ° (보라색) ~ 130 ° (적색)입니다. 이것은 90 ° 이상이기 때문에, 50-53 °의 겉보기 각에서 약 10 ° 위의 기본 무지개와 같은쪽에 나타납니다. 보조 활의 “안쪽”이 관찰자에게 “위로 향하게”된 결과, 기본 활에 비해 색상이 반전 된 것처럼 보입니다. 2 차 무지개는 1 차 광보다 더 밝습니다. 2 개 반사에서 멀어지면 빛이 더 많이 나오기 때문이며 무지개 자체가 하늘의 더 넓은 영역에 퍼져 있기 때문입니다. 각 무지개는 흰색의 빛을 채색 된 밴드 안에 반사하지만 이는 기본 광고의 경우 ‘아래’이고 보조 광고의 경우 ‘위로’입니다. 1 차와 2 차 활 사이에 누워있는 빛이없는 어두운 하늘을 알렉산더 (Alexander ‘s) 밴드 라 부릅니다.

쌍둥이 무지개
두 개의 분리 된 동심원 무지개 호로 구성된 이중 무지개와 달리 매우 드문 쌍 무지개는 단일베이스에서 분리 된 두 개의 무지개 호로 나타납니다. 2 차 무지개에서와 같이 두 번째 활의 색상이 기본 무지개와 같은 순서로 나타납니다. “정상적인”보조 무지개도있을 수 있습니다. 쌍둥이 모양의 무지개는 닮았을 수도 있지만 과잉 밴드와 혼동되어서는 안됩니다. 두 가지 현상은 색상 프로파일의 차이로 구분할 수 있습니다. 과잉 밴드는 부드러운 파스텔 색상 (주로 분홍색, 자주색 및 녹색)으로 구성되며, 쌍 무지개는 일반 무지개와 같은 스펙트럼을 나타냅니다. 쌍둥이 무지개의 원인은 하늘에서 떨어지는 여러 가지 크기의 물방울의 조합입니다. 공기 저항으로 인해 빗방울은 떨어지면서 평평 해지고 평평함은 더 큰 물방울에서 더 두드러집니다. 서로 다른 크기의 빗방울이 섞여있는 두 개의 비 소나기가 결합 될 때 각각 약간 다른 무지개가 만들어지며 쌍 무지개가 결합되어 형성 될 수 있습니다. 수치 적 광선 추적 연구는 사진의 트윈 레인보우가 0.40mm와 0.45mm의 물방울을 혼합하여 설명 될 수 있음을 보여주었습니다. 작은 방울 크기의 차이는 방울 모양의 평탄화에 작은 차이를 가져 왔으며 무지개 위에 평평하게하는 데는 큰 차이가있었습니다.

한편, 무지개가 3 개의 가지로 갈라지는 더 드문 사례가 자연에서 관찰되고 촬영되었습니다.

풀 서클 무지개
이론 상으로는 모든 무지개가 원이지만 땅에서는 상반부 만 볼 수 있습니다. 무지개의 중심은 하늘에서의 태양의 위치와 정반대이므로 태양이 수평선에 접근함에 따라 더 많은 원이 시야에 들어 오며 일반적으로 볼 수있는 원의 가장 큰 부분은 일몰 또는 일출 동안 약 50 %입니다. 무지개의 아래쪽 절반을 관찰하려면 관찰자의 수평선 아래에 물방울이 존재해야하며 물체가 도달 할 수있는 햇빛이 있어야합니다. 이러한 요구 사항은 관찰자가 필요한 위치에 물방울이 없거나 관찰자 뒤의 풍경으로 인해 햇빛이 가려지기 때문에 관측자가지면에있을 때 일반적으로 충족되지 않습니다. 그러나 높은 건물이나 항공기와 같은 높은 관점에서 요구 사항을 충족시킬 수 있으며 완전한 원 무지개를 볼 수 있습니다. 부분적인 무지개처럼 원형의 무지개는 보조 활이나 과잉 활을 가질 수 있습니다. 예를 들어 정원 호스의 물 미스트를 태양으로부터 멀리 향하게 분사하여 땅에 서있을 때 완전한 원을 만들 수 있습니다.

원형 무지개는 지름이 훨씬 작고 다른 광학 과정에 의해 만들어지는 영광과 혼동되어서는 안됩니다.올바른 상황에서는 영광과 무지개 또는 안개가 함께 발생할 수 있습니다. “원형 무지개”로 착각 할 수있는 또 다른 대기 현상은 액체 물방울보다는 얼음 결정에 의한 22 ° 후광 (halo)이며, 반대편이 아닌 태양 (또는 달) 주위에 위치합니다.

무명 무지개
어떤 상황에서는 무지개의 보라색 가장자리를 경계로 하나 또는 여러 개의 좁고 희미한 색의 밴드가 보일 수 있습니다. 즉, 일차 활 안쪽에, 또는 훨씬 더 드물게는 이차 바깥 쪽. 이러한 여분의 밴드는 과다한 무지개 또는 과잉 밴드라고 불립니다. 무지개 자체와 함께 현상은 스태커 무지개라고도합니다.과잉 활은 주 활에서 약간 분리되고, 그로부터 거리가 멀어 질수록 점점 희미 해지고, 보통의 스펙트럼 패턴보다는 파스텔 색 (주로 핑크, 퍼플 및 그린 색조로 이루어짐)을 갖습니다. 이 효과는 약 1mm 이하의 직경을 갖는 물방울이 포함될 때 분명해진다; 물방울이 작을수록 과수 대역이 넓어지고 포화도가 낮아집니다. 작은 물방울에서 유래 한 원인 때문에, 과잉 밴드는 안개에서 특히 두드러지는 경향이 있습니다.

고요한 무지개는 고전적인 기하학적 인 광학을 사용하여 설명 될 수 없습니다. 번갈아가는 희미한 밴드는 빗방울 내에서 약간 다른 길이의 약간 다른 경로를 따르는 빛의 간섭으로 인해 발생합니다. 일부 광선은 위상이 맞아서 건설적인 간섭을 통해 서로를 강화시켜 밝은 밴드를 만듭니다. 다른 것들은 파장의 절반까지 위상차가 있으며, 파괴적인 간섭을 통해 서로 상쇄되고 갭을 생성합니다. 서로 다른 색상의 광선에 대해 서로 다른 굴절각이 주어지면 서로 다른 색상의 광선에 대해 간섭 패턴이 약간 다르기 때문에 각 밝은 밴드가 색상으로 구분되어 축소 된 무지개가 만들어집니다. 비가 내리는 무지개는 빗방울이 작고 일정한 크기 일 때 가장 선명합니다. 영원한 무지개의 존재는 역사적으로 빛의 물결의 특성을 나타내는 첫 번째 지표였으며, 1804 년 Thomas Young이 처음 설명했다.

반사 무지개, 반사 무지개
무지개가 물 위에 나타날 때 서로 다른 빛의 경로에서 비롯된 두 개의 보완적인 거울 활이 수평선 아래와 위쪽에 보일 수 있습니다. 그들의 이름은 약간 다릅니다.

수평선 아래의 수면에 반사 된 무지개가 나타날 수 있습니다. 햇빛은 먼저 빗방울에 의해 빗나가게되고 관찰자에게 도달하기 전에 물의 몸에서 반사됩니다. 반사 된 무지개는 작은 웅덩이에서도 자주 보입니다.

반사 무지개는 빗방울에 도달하기 전에 햇빛이 물의 몸체에서 반사되는 곳에서 생성 될 수 있습니다 (그림 및 참조). 물체가 커지고 표면 전체가 조용하며 레인 커튼에 가깝습니다. 반사 무지개가 수평선 위에 나타납니다. 수평선에서 보통의 무지개와 교차하며, 그 호는 정상적인 무지개의 중심이 수평선보다 높기 때문에 중심에서 하늘 높이에 도달합니다. 요구 사항의 조합으로 인해 반사 무지개는 거의 볼 수 없습니다.

반향 무지개와 반사 무지개가 동시에 발생하는 경우 최대 8 개의 분리 된 활을 구분할 수 있습니다. 반사 된 기본 및 보조 활과 그 아래에 반사 된 대응 물, 그리고 반사 기본 및 보조 활이 수평선 위에 있습니다 아래에 반영된 부분이 있습니다.

단색 무지개
때때로 일출이나 일몰시 파란색과 녹색 같은 더 짧은 파장이 흩어져 스펙트럼에서 제거되는 경우가 있습니다. 비로 인해 더 많은 산란이 일어날 수 있으며 그 결과 희귀하고 극적인 단색 또는 적색 무지개가 될 수 있습니다.

고차 무지개
일반적인 1 차 및 2 차 무지개 외에도 높은 주문의 무지개가 형성 될 수도 있습니다. 무지개의 순서는 물방울 내부의 빛 반사의 수에 의해 결정됩니다. 첫 번째 순서 또는 기본 무지개에서 한 번의 반사가 발생합니다. 두 번의 반사가 2 차 또는 2 차 무지개를 만듭니다. 내부 반사가 많으면 이론적으로 무한대까지 더 높은 차수의 활이 생깁니다. 그러나 각 내부 반사에 따라 점점 더 많은 빛이 손실되므로 이후의 각 활은 점차 어두워지고 점차 점점 더 세게 발견됩니다. 3 차 (또는 3 차) 및 4 차 (4 차) 무지개를 관측하는 데있어서 또 다른 과제는 태양의 방향 (태양으로부터 각각 약 40 ° 및 45 °)에서의 위치이며, 이로 인해 이들이 익사하게됩니다 그 섬광.

이러한 이유로 2보다 높은 차수의 자연적으로 발생하는 무지개는 육안으로 거의 볼 수 없습니다. 그럼에도 불구하고 자연에서 3 차 활의 목격이보고되었으며, 2011 년에 처음으로 확실하게 촬영되었습니다. 직후에 4 차 무지개도 촬영되었으며, 2014 년에는 1 차 활과 2 차 활 사이에있는 5 번째 (또는 5 개) 무지개의 최초 사진이 출판되었습니다.

실험실 환경에서, 훨씬 더 높은 주문의 활을 만드는 것이 가능합니다. 펠릭스 빌렛 (Felix Billet, 1808-1882)은 19 번째 무지개까지의 각도 위치를 묘사했다. 그는 “무지개의 장미”라고 불렀다. 실험실에서는 레이저로 생성 된 매우 밝고 잘 평행 한 빛을 사용하여 고차의 무지개를 관찰 할 수 있습니다. Ng et al.에 의해 200 차 무지개가보고되었다. 1998 년 비슷한 방법이지만 아르곤 이온 레이저 빔을 사용했다.

3 차 및 4 차 무지개를 “3 중”및 “4 중”무지개 용어와 혼동해서는 안되며, 때로는 실수로 많은 수의 활과 반사 무지개를 나타내는 데 잘못 사용되었습니다.

달빛 아래 무지개
대부분의 대기의 광학 현상과 마찬가지로, 무지개는 태양으로부터의 빛뿐만 아니라 달로부터도 발생할 수 있습니다. 후자의 경우, 무지개는 달의 무지개 또는 달빛 보우라고 불립니다. 태양의 무지개보다는 훨씬 희미하고 희귀하며, 달이 보이기 위해 거의 찼다. 같은 이유로 달밤은 종종 흰색으로 인식되어 흑백으로 생각할 수 있습니다. 그러나 전체 스펙트럼이 있지만 인간의 눈은 일반적으로 색상을 볼만큼 민감하지 않습니다. 장시간 노출 사진은 때때로 무지개 유형의 색상을 나타냅니다.

안개
ogbows는 무지개와 같은 방식으로 형성되지만 광을 광범위하게 회절시키는 훨씬 작은 구름과 안개 방울로 형성됩니다. 그들은 바깥쪽에는 희미한 붉은 색, 안쪽에는 블루스가 거의 흰색입니다. 종종 하나 이상의 넓은 과반수 대역이 내부 가장자리에서 식별 될 수 있습니다. 각 색상의 활이 매우 넓고 색상이 겹치기 때문에 색상이 희미합니다. Fogbows는 차가운 물과 접촉하는 공기가 차가워지면 물 위에서 흔하게 볼 수 있지만 태양이 빛나고 태양이 매우 밝아서 안개가 충분히 얇 으면 어느 곳에서나 발견 할 수 있습니다. 그들은 무지개만큼 크고 훨씬 넓습니다. 그들은 때때로 활 중심에 영광으로 나타납니다.

안개 활은 얼음 후광과 혼동되어서는 안됩니다. 얼음 후광은 전 세계에서 매우 일반적이며 무지개보다 훨씬 자주 볼 수 있지만 무지개와 관련이 없습니다.

원주 방향 및 원추형 호
circumzenithal 및 circumhorizontal 호는 무지개와 외관이 유사한 두 개의 관련 광학 현상이지만 후자와 달리 그 기원은 액체 물방울이 아닌 육각형의 얼음 결정을 통해 빛의 굴절에 있습니다. 이것은 그들이 무지개가 아니라 큰 후광의 일원이라는 것을 의미합니다.

두 가지 호는 천정을 중심으로 천정을 중심으로 한 밝은 색의 고리 모양의 세그먼트이지만 하늘의 다른 위치에 있습니다. 곡류의 호는 곡선으로 그려져 있으며 태양 (또는 달) 위에 볼록한면이 아래를 향하게합니다 ( “위쪽” 아래로 무지개 “); circumhorizontal 호는 수평선에 훨씬 더 가깝게 달리고, 더 직선이며 태양 (또는 달) 아래에 상당한 거리에 위치한다. 두 개의 호는 모두 붉은 색을 띠고 태양과 보라색 부분은 서로 멀어지며, 이는 원추형 호가 바닥에 붉은 색을 띄며 circumhorizontal arc는 붉은 색을 띄는 것을 의미합니다.

circumhorizontal 호는 종종 “fire rainbow”라는 잘못된 명칭으로 불립니다. 그것을보기 위해, 태양 또는 달은 지평선보다 적어도 58 ° 위에 있어야하며, 고위도에서는 드물게 발생합니다. 태양이나 달의 고도가 32 ° 미만인 경우에만 볼 수있는 circumzenithal arc는 훨씬 더 보편적이지만 거의 직접적으로 오버 헤드가 발생하기 때문에 놓친 경우가 많습니다.

타이탄의 무지개
젖은 표면과 습한 구름을 가지고 있기 때문에 토성의 달인 Titan에 무지개가 존재할 수 있다고 제안되었습니다. 티탄 무지개의 반경은 42 ° 대신 약 49 °입니다. 그 추운 환경의 유체는 물 대신 메탄이기 때문입니다. 타이탄의 흐릿한 하늘 때문에 눈에 보이는 무지개가 드물지만 적외선 무지개가 더 흔할 수 있지만 관찰자는 적외선 야간 시계 고글을 사용해야 만 볼 수 있습니다.

다른 재료와 무지개
보통의 물과 다른 굴절률을 가진 물질로 구성된 방울 (또는 구체)은 반경이 다른 무지개를 만듭니다.바닷물의 굴절률이 높기 때문에 같은 지점에서 보았을 때 해저 활은 보통 무지개와 완벽하게 정렬되지 않습니다. 작은 플라스틱 또는 유리 구슬은 야간 운전자의 시야를 향상시키기 위해 반사판으로 도로 표시에 사용될 수 있습니다. 훨씬 더 높은 굴절률로 인해 그러한 구슬에서 관찰되는 무지개의 반경은 눈에 띄게 작습니다. 사진에 나와있는 것처럼 굴절률이 다른 액체를 공기 중에 뿌리면 이러한 현상을 쉽게 재현 할 수 있습니다.

다른 굴절률로 인한 무지개의 변위는 특이한 한계로 밀릴 수 있습니다. 굴절률이 2보다 큰 재료의 경우 1 차 무지개에 대한 요구 사항을 충족시키는 각도가 없습니다. 예를 들어, 다이아몬드의 굴절률은 약 2.4이므로, 다이아몬드 구면은 첫 번째 순서를 생략하고 두 번째 순서에서 시작하여 무지개를 생성합니다. 일반적으로 굴절률이 n + 1 (n은 자연수)을 초과하면 내부 반사 광선의 n 배의 임계 입사각은 도메인을 벗어납니다 <img src = “https://wikimedia.org/api/rest_v1 / media / math / render / svg / 3608f07c68994fb2cec106391992ed4f4ddb0c97 “width =”51 “height =”42 “class =”alignnone size-medium “/> 그 결과 n 번째 차수의 무지개가 항복점으로 줄어들고 사라집니다.

실험

인공 빗방울, 즉 물이 채워진 구형 플라스크를 이용한 무지개 현상에 대한 실험은 적어도 14 세기의 Freiberg의 Theodoric으로 돌아 간다. 후에 Descartes는 Florence flask를 사용하여 현상을 연구했습니다. 플로렌스의 무지개로 알려진 플라스크 실험은 오늘날 종종 무지개 현상에 대한 부끄럽지 않고 직관적으로 접근 가능한 데모 실험으로 사용됩니다. 그것은 물이 채워진 구형 플라스크를 화면의 구멍을 통해 비추는 (평행 백색광으로) 것입니다. 화면이 충분히 큰 경우, 무지개가 화면에 투사되거나 투사 된 것처럼 보입니다. 유한 벽 두께와 인공 빗방울의 거시적 특성으로 인해 약간의 레인보우 각과 레인보우 순서의 분리를 포함하여 자연 현상과 비교하여 몇 가지 미묘한 차이가 존재합니다.

매우 유사한 실험은 물 또는 고체 투명 실린더로 채워진 원통형 유리 용기를 사용하고 원형베이스 (즉, 실린더를 통과하는 동안 고정 된 높이로 남아있는 광선) 또는베이스에 대한 각도로 평행하게 조명합니다. 이 후자의 조건에서 레인보우 각은 물의 유효 굴절률이 변경되기 때문에 자연 현상과 관련하여 변화합니다 (경사 광선에 대한 Bravais의 굴절률이 적용됩니다).

다른 실험에서는 작은 액체 방울을 사용합니다 (위의 텍스트 참조).

문화

무지개는 신화에서 자주 나타나고 예술에 사용되었습니다. 무지개의 가장 초기 문학적 사건 중 하나는 노아의 홍수 이야기의 한 부분 인 창세기 9 장에 있습니다.이 노아의 홍수 이야기는 지구상의 모든 생명체를 다시는 지구촌의 홍수로 멸망시키지 않는 하나님의 언약의 표식입니다. 노르웨이 신화에서 무지개 다리 Bifröst는 남성 세계 (Midgard)와 신의 영역 (Asgard)을 연결합니다. Cuchavira는 현재 콜롬비아의 Muisca 무지개의 신이었고 Bogotá 사바나의 일정한 비가 끝났을 때 사람들은 금, 달팽이 및 작은 에메랄드를 제공 한 것에 대해 감사했습니다. 그의 황금 냄비를위한 아이랜드 레프 러 콘 요새의 은신처는 보통 무지개 끝에 있다고합니다. 무지개는 접근 할 수없는 광학 효과이기 때문에이 장소는 도달하기가 적절하지 않습니다.

무지개 색깔은 여러 색상의 특성이 보통의 전 령 스타일에 맞지 않더라도 때로는 heraldry에도 나타납니다.

무지개 깃발은 수세기 동안 사용되었습니다. 그것은 16 세기의 독일 농민 전쟁, 1970 년대 이후 이탈리아의 평화, 게이 프라이드와 LGBT 사회 운동의 협동 운동의 상징이었습니다. 1994 년에 데스몬드 투투 대주교와 넬슨 만델라 대통령은 새로이 민주화 된 아파 르트 헤이트 이후 남아프리카를 무지개 국가로 묘사했습니다. 무지개는 Apple 컴퓨터 로고를 포함한 기술 제품 로고에도 사용되었습니다. 여러 정당에 걸친 많은 정치 동맹 관계가 스스로를 “레인보우 연합 (Rainbow Coalition)”이라고 불렀습니다.