하늘이 푸른 리유
2015년 02월 12일 15:07【글자 크게
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하늘이 푸른 리유는 19세기에 영국의 존 윌리엄 스트럿이 빛의 산란 리론을 바탕으로 하늘이 푸른 리유를 처음으로 리론적으로 설명했다.
하늘이 푸른 리유는 태양빛이 대기중을 통과할 때 짧은 파장의 빛(푸른 빛)일수록 더 많이 산란되기때문에 하늘이 푸른빛을 띠게 된다는것이다. 례를 들어 푸른빛(파장의 길이 400nm)의 산란률은 붉은빛(파장의 길이 640nm)에 비해 약 6배 가량 크기때문에 푸른빛이 더욱 강해지는것이다.
대기중의 미립자에 의한 빛의 산란현상으로 하늘이 푸른 까닭을 설명하려는 구체적인 실험은 1868년 영국의 존 틴들에 의해 처음으로 실시되였다. 틴들은 유기물질에 빛을 쏘는 다양한 실험을 통해 력사상 최초로 분명한 형태로 하늘이 푸른 현상을 실험실에서 재현하는데 성공했고 이런 리유때문에 사람들은 대기중의 미립자에 의해 빛이 산란되는 현상을 ‘틴들 효과’라고 부르게 되였다.
레일리의 빛의 산란리론에 의하면 대기중에서 빛의 파장의 약 1/10 이하의 미립자를 통과할 때 생기는 산란의 세기가 파장의 4제곱에 반비례한다고 하였다. 레일리는 먼지, 수증기 등 부유물질이 없어도 산소와 질소의 대기분자들에 의한 산란에 의해서도 하늘이 푸른 현상이 나타날수 있다는 주장을 내놓았다. 즉 레일리의 리론에 의하면 아주 깨끗하고 맑은 대기도 빛의 산란에 의해 푸른 하늘을 나타낼수 있게 된다.
같은 원리로 해질 무렵과 해뜰 무렵의 하늘이 붉은 리유도 설명할수 있다. 해질 무렵과 해뜰 무렵에 태양빛은 더욱 먼 거리를 통과해야 하기때문에 푸른빛은 거의 다 산란되고 지구에 직접 도달하는 빛은 붉은색이나 주황색을 띠게 된다.
