무지개,
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무지개의 옛날은 '므지게'였는데 물'과 '지게'가 합쳐진 순우리말이다. 여기서 '지게'는 사람이 드나드는 문(門)을 말합니다. 그래서 무지개는 '물로 만들어진 문'이라는 뜻입니다. 하늘을 수놓는 무지개는 아름답다. 그리고 흔히 아는 일곱 빛깔 무지개 말고 특이한 무지개도 있다. 하늘을 선명하게 물들이는 다양한 광학 현상을, 여러 가지 모양의 무지개,
무지개는 물방울 입자가 프리즘과 같이 작용하여 태양광의 가시광선을 분산굴절 시키기 때문에 일어나는 현상이다. 빛이 파장별로 원래 위치가 아닌 다른 위치로 굴절되면서 파장이 분리되어 안구에 포착되기 때문에 색깔이 분산되어 보이는 것이다. 이 때문에 파장이 길어 굴절률이 낮은 빨간색과 반대로 단파장이라 굴절률이 높은 보라색이 가장 바깥쪽에 위치하게 된다. 무지개는 독일에서는 5색으로 미국에서는 6색으로 표현 되는데 7색이라고 알려진 것은 뉴턴이 도레미파솔라시의 7음계에 따라서 색을 나누었기 때문이다.
과학보다는 관습이 지배했고 놀이문화도 자연에서 재료를 얻고 활용했던 유년기 시절에는 이야기속의 무지개는 어느 절대자의 역사(役事)가 아니면 지상과 하늘을 연결 시켜 가장 아름다운 색깔과 가장 아름다운 모양으로 인간들에게 즐거움을 감상 할 수 있는 것이 수수께끼와 신비 그 자체에 매료되었다.
인간들이 종교를 만들고 믿는 것은 영혼이 존재한다는 것이 전제조건이다. 그 영혼들과 인간들을 지배하는 절대자의 물리력을 입증하는 시각적(視覺的) 증빙의 제시가 필요했다고 본다. 그래서 세계 유수(有數)의 종교나 아직도 일부 남아 있는 소수 원주민들은 자기들 신(神)의 상징물로 하늘과 지상을 연결시키는 무지개를 공통적으로 표시하고 있다.
후광(後光), 광배(光背), 배광(背光), 두광(頭光), 원광(圓光), 신광(身光) 등의 표현들은 모두 태양숭배시대의 무지개(rainbow)와 할로(halo 해무리)의 태양빛을 의미하는 것이며 그것은 기독교, 불교 및 기타종교 성화(聖畵)나 종교 상징 조형물 그리고 건축에서 아치, 돔 등에 각각 영향을 미쳤다.
성경에서 무지개는 사람이 생각하는 무지개와 다르단다. 부패한 아담 세계를 심판하시고 노아에게 다시는 물로 심판하지 않는다고 무지개를 보여주시고 약속하셨기에 무지개가 곧 언약을 의미한단다.
무지개에 얽힌 우리나라의 전설은 선녀와 많은 연관이 있는데, 우리의 조상들은 선녀들이 깊은 산속 맑은 계곡에 목욕하기 위하여 무지개를 타고 지상으로 내려온다고 생각하였다.
신라·고려·조선 시대에 무지개에 관한 많은 기록들도 있다.
무지개는 종교적 의미이든 과학적 의미이든 인간들이 이 세상에서 감상할 수 있는 것 중에서 가장 아름다운 것이기에 많은 아티스트들은 서로 다른 장르에서도 무지개를 소재로 한 예술적 표현을 지금도 계속되며, 최첨단 디지털(digital)과 아이티(I,T)세계에서도 선(線)과 색(色)의 활용과 응용으로 아름다움을 표시하고 있다.
N자 모양의 '반사 무지개
제1차 무지개와 제2차 무지개를 연결하는 무지개가 보인다. 노르웨이 북부의 호반에서 촬영했다. 비가 억수 같이 쏟아진 오후, 태양이 일순간 얼굴을 내밀고 이 기묘한 무지개가 나타났다. 이 무지개는 수면에 반사된 태양광이 공중의 물방울 안에서 반사해서 생긴 것이다. 이와 같은 무지개는 일반적인 무지개의 바로 위에 나타난다(아래 그림 참조). 수면에도 무지개가 보인다. 이 무지개는 물방울에서 반사한 빛이 수면에 반사해 눈에 도달한 것이다.
하얀 무지개 : 물방울이 매우 작으면 반사, 굴절 이외의 현상의 영향이 커진다. 하얀 무지개는 빛의 ‘회절’ 현상에 의해 만들어진 것이다. 회절은 빛이 작은 구멍을 지날 때, 또는 극히 작은 장애물에 충돌했을 때 한 방향으로 진행하지 않고 퍼져서 나아가는 현상이다. 물방울에서 나온 빛이 회절을 일으키면, 굴절에 의해 나누어진 빛도 다시 겹쳐진다. 극단적인 경우에는 모든 색이 섞여서 하얀색으로 돌아간다. 이리하여 폭이 넓고 하얀 무지개가 생긴다. 시베리아의 툰드라에서 촬영했다.
밤과 달빛이 만드는 무지개
무지개는 낮에만 나타나는 것은 아니다. 조건이 성립되면 달빛이 물방울을 비춰 생기는 밤의 무지개(달의 무지개 : Moonbow)도 나타난다. 사진은 하와이 마우이섬 서해안에서 촬영했다. 비가 내린 곳에, 촬영자 뒤쪽의 산 너머에서 보름달이 얼굴을 내밀고 밤의 무지개가 나타났다. 달의 무지개는 사진에서는 무지개색으로 보이지만 맨눈으로는 하얀색으로 보인다. 어두울 때의 사람의 눈은 색깔 식별에 약하기 때문이다.
작은 ‘무지개’ ― 광륜(光輪) 위의 영상은 아마존 원류의 상공을 날아가는 비행기에서 촬영했다. 비행기의 그림자 주위에 작은 무지갯빛의 고리가 보인다. 이것은 ‘광륜’ 또는 ‘글로리(glory)’라 불리는 현상이다. 태양을 뒤로 하고 무지갯빛의 고리가 보이는 점은 무지개와 비슷하다. 그러나 이것은 무지개와는 다른 현상이다. 광륜은 안개 같은 아주 작은 물방울이나 얼음의 결정에 빛이 닿아 ‘회절’(빛이 퍼진다)이 일어남으로써 나타난다. 회절의 정도는 색깔(파장)에 따라 다르고 물방울의 크기에 따라서도 다르다. 그래서 안개의 입자가 적합하면 빛의 색깔이 깨끗이 나누어져 광륜도 빛이 난다. 산에 올라갔을 때 눈앞의 안개에 자신의 그림자와 더불어 빛의 고리가 나타나는 ‘브로켄(Brocken) 현상’도 같은 메커니즘으로 생긴다(독일의 브로켄 산에서 잘 일어나 붙여진 이름이다 / 아래의 그림 참조). 달을 채색하는 다중 고리 ― 광환(光環) 엷은 구름 속을 지나는 달빛이 무지개색의 고리를 만들어 내고 있다. 이것은 ‘광환’, 또는 ‘코로나’라는 현상이다. 이 현상도 광륜과 같은 ‘회절’의 결과로 생기는데, 태양광에서도 일어난다. 사진 7의 광륜은 태양 광선이 안개나 구름을 비치고, 다시 태양의 방향으로 향하도록 회절한 빛을 보는 것이다. 한편 광환은 구름을 비치는 빛을, 구름을 지나 볼 수 있는 것이다(위의 그림 참조). 사진은 캐나다 중동부의 온타리오주에서 겨울의 저녁때 촬영했다.
붉은 무지개
무지개의 위치가 높은 것으로 보아, 태양의 고도가 낮은 새벽이거나 저녁때임을 알 수 있다. 태양 고도가 낮을 때의 태양광은 대기를 길게 통과하기 때문에 푸른색 빛이 사라진다. 이것이 아침놀과 저녁놀의 원인이다. 그래서 일반적으로는 희미하게 희고 밝은 무지개의 안쪽이, 이 무지개에서는 붉게 물들어 있다. 뉴질랜드에서, 해수면에 떠 있는 알바트로스의 배후에 걸린 새벽녘의 무지개를 촬영한 것이다.
무지개가 증폭된다? - 과잉 무지개
위의 사진은 영국 남서부 다트무어 국립공원의 옆에 있는 밭에서 일어서는 무지개를 포착한 것이다. 이 사진에서 제1차 무지개의 바로 안쪽을 보면 몇 층의 무지개가 보인다. 이를 ‘과잉(過剩) 무지개(간섭 무지개)’라고 하는데, 배후에서 오는 빛이 약하거나 해서, 조건이 갖추어지지 않으면 여간해서는 볼 수 없다. 그러나 원리적으로는 어느 무지개에서나 일어난다.
과잉 무지개는 물방울 안에서 반사된 두 가닥의 평행 광선이 겹쳐서(이것을 간섭이라 한다) 나타난다. 두 가닥의 평행 광선에서 빛의 파동의 마루와 마루, 골과 골이 합치면 빛은 서로 보강되어 강해진다. 한편 마루와 골이 겹치면 빛은 서로 상쇄되어 약해진다(아래 그림 참조).
물방울에서 어느 각도로 나오는 두 가닥의 평행 광선은 서로 약해지고, 거기에서 약간 어긋난 각도로 나오는 두 가닥의 평행 광선은 서로 보강된다. 이렇게 해서 제1차 무지개의 안쪽에 줄무늬 모양의 농담(濃淡)을 가진 무지개가 보인다.
달을 채색하는 다중 고리 ― 광환(光環)
엷은 구름 속을 지나는 달빛이 무지개색의 고리를 만들어 내고 있다. 이것은 ‘광환’, 또는 ‘코로나’라는 현상이다. 이 현상도 광륜과 같은 ‘회절’의 결과로 생기는데, 태양광에서도 일어난다. 위사진 의 광륜은 태양 광선이 안개나 구름을 비치고, 다시 태양의 방향으로 향하도록 회절한 빛을 보는 것이다. 한편 광환은 구름을 비치는 빛을, 구름을 지나 볼 수 있는 것이다(위의 그림 참조). 사진은 캐나다 중동부의 온타리오주에서 겨울의 저녁때 촬영.
태양을 둘러싼 빛의 무늬 ― 헤일로
이제까지 소개한 현상은 주로 물방울과 빛이 엮어내는 것이다. 물이 얼어서 얼음의 결정이 되면 또 다른 현상을 보게 된다. 얼음의 결정에서 빛이 굴절이나 반사를 하는 결과로 태어나는 현상을 통틀어 ‘헤일로’라고 한다. 위의 사진은 세 종류의 헤일로를 동시에 포착한 것이다. 태양 왼쪽의 밝은 부분은 ‘환일(幻日)’, 하늘 높이 보이는 ‘무지개’는 ‘천정호(天頂弧, circumzenithal arc, CZA)’라고 불린다. 또 이 사진에서는 희미하게 보이는데, 태양 주위를 크게 둘러싼 원은 ‘22° 헤일로’라고 불린다.
헤일로의 원인이 되는 빙정은 육각기둥의 모양을 하고 있다. 빙정은 삼각기둥의 프리즘과 마찬가지로, 내부를 지나는 빛을 특정 방향으로 굴절·반사시킨다. 빙정이 평탄한지 가늘고 긴지, 어떤 자세로 떠 있는지, 태양에 대해 어느 위치에 있는지에 따라 위의 세 종류 이외에도 다양한 유형의 헤일로가 생긴다.
무지개색 구름 ― 채운(彩雲)
사진은 겨울철의 오전 11시경에 촬영했다. 아름답게 물든 ‘채운’도 빛의 회절에 의해 생긴다. 물방울의 입자 크기가 가지런하면 둥근 광환이나 광륜이 된다. 채운에서도 좁은 범위에서 보면 입자의 크기가 가지런하기 때문에 구름이 채색된다. 그런데 구름 전체로 보면 장소마다 입자의 크기가 다르다. 그래서 원형으로 채색되지 않고 장소마다 다양한 색깔로 변하는 것이다. 회절의 정도는 입자가 작을수록 커지므로, 입자가 작은 구름의 끝 쪽이 더욱 선명하게 착색된다.
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출처 & 참고문헌,
과학잡지 뉴턴
국어사전
창세기 9:13 언약의말씀 7무지개
창세기9장12절~17절,
