기상이야기 - 빛의 여러 작용

문길태

객원기자

태양광선은 지구대기를 통과하면서 일부는 흡수되고, 일부는 대기 중에서 서로 다른 굴절률을 가진 매질(물질)을 거치면서 굴절(屈折)되어 진행하거나 산란(散亂) 또는 반사(反射)작용을 하는데 이러한 현상을 통 털어 <대기의 기하학적 광학현상>이라고 한다.

예를 들면 빛이 유리로 만들어진 평면으로 입사(入射)할 때 빛이 유리로 들어가면서 표면에서 일부는 반사되고 일부는 굽어지는데 일반적으로 빛의 파장에 따라 크기가 변하고 표면의 상황에 따라 그 정도가 달라지는데 이러한 빛의 굴절현상 때문에 떠 보임(looming)과 내려 보임(sinking) 또는 짧아 보임(foreshortening)등의 현상이 생기고, 빛이 분자 나 입자에 부딪치면서 입사하는 각(角)과 다른 방향으로 진행하면서 빛의 산란현상이 일어나는데, 일반적으로 산란의 분포와 강도는 입사광의 파장과 통과하는 입자의 크기에 따라 달라진다.

이처럼 빛의 여러 작용 때문에 나타나는 특이한 현상으로 사막에서 마치 푸른 하늘이 있는 것 같이 보이게 하는<신기루(mirage)>, 오색영롱한<무지개>, 빛이 작은 물방울들 사이나 그 주위를 통과할 때 여러 가지색의 광원으로 분리되어 나타나는<코로나>와 <그림자 광환(glory)>, 권운(卷雲)에서 나타나는<해무리> <달무리>, 일출 일몰 때 나타나는<무리해(sundog)>, 역시 높은 권운에서 나타나는<해기둥(sun pillar)>등의 현상이 나타난다.