무지개에 대한 글을 보시길 원하는 분들을 위해서 이 글을 작성했다.
무지개에 대한 계산은 고등학교 수학과 물리만을 사용해서 쉽게
계산이 된다. 물론 그 물리적인 이유 등을 알자면
약간 더 고차원적인 수준의
사고를 필요로 하지만, 광학을 공부하는 분들은 직접 사고해보는 것이 더 이로울
것이라는 생각이 들어 계산과정만 남긴다.
계산에 앞서 편위각(Dm
)은 빛의 방향이 바뀐 총 각도를 말한다. 물방울에 빛이 들어가고 나가면서
굴절할 때의 바뀐 각도(각각 θi - θr),
물방울 내부에서 반사될 때의 바뀐 각도(π - 2θr)를 합해서
편위각을 구할 수 있다.
도저히 이해가 되지 않으시는 분이라면 『일반인을 위한 파인만의 QED 강의』를 읽어보면 도움이 될 것이다. (이 책을 읽으면 기존의물리 관이 한 번쯤 바뀔 수도 있다.) QED는 우리말로 양자전기역학이라 부르는 물리학의 한 분야이며, '스티븐호킹'이 자신의 저서 『시간의 역사』에서 미래에 새로 나타날 물리학 법칙이 반드시 만족해야 할 중요한 자연법칙이라고 언급한 분야다.
무지개각의 계산은 해무리각의 계산에 비해서 깔끔하게 계산되는 좋은 연습문제라고 생각한다.
계산결과를 계산기로 직접 계산한 결과는 아래 표와 같다. 실제 수치를 대입한 계산은 계산기를 사용해도 시간도 길게 걸리고 짜증나는 계산이었다. 위의 수식 계산보다 밑의 계산기 계산이 훨씬 더 오래 걸렸다. ㅜㅜ
