달은 왜 노란색일까? 빛의 산란

안녕하세요. 교육을 공부하는 유다니엘입니다.

과학교육과 관련하여 새롭게 알게 된 부분을 포스팅하려고 합니다. 

하늘에 떠있는 달은 왜 노란색일까 궁금한 적 있으신가요?

오늘은 달의 색깔에 대해 이야기하고자 합니다.

달이 빛나는 이유, 빛의 반사

 달이 무슨 색인지 알기 위해서는 달이 왜 빛나는지부터 알아야합니다. 사실 달 자체는 빛을 내는 것이 아니라 햇빛을 반사합니다. 태양은 다양한 색을 포함하는 전자기 복사의 형태로 빛을 방출합니다. 그리고 이 빛은 우주를 여행하고 달에 도달합니다. 달의 표면은 돌과 먼지를 포함한 다양한 물질로 이루어져 있습니다. 햇빛이 달에 만날때, 그것의 일부는 달 표면에 흡수되고, 나머지는 다시 우주로 반사됩니다.

 

알베도: 물체가 빛을 받았을 때 반사하는 정도를 나타내는 단위

 

 물체의 반사율은 알베도라고 불리는 특성에 의해 측정됩니다. 달은 약 12%의 평균 알베도를 가지고 있는데, 이는 달에 부딪히는 햇빛의 약 12%를 반사한다는 것을 의미합니다. 이 알베도는 다양한 달 표면 물질들의 결합 때문입니다. 달에서 반사되는 햇빛은 지구의 관찰자들이 달을 볼 수 있게 만드는 것입니다. 달이 비추는 양(그리고 지구에서 볼 수 있는)은 태양과 지구에 상대적으로 달의 위치에 따라 달라지며, 결과적으로 달의 다른 위상을 만듭니다. 달이 지구의 궤도를 돌면서, 지구, 달, 태양의 상대적인 위치가 바뀝니다. 이것은 달의 단계(예: 초승달, 초승달, 반달, 보름달)로 알려진 지구에서 우리가 관찰하는 달의 조명 부분의 다양한 양으로 이어집니다.

달의 색은 노란색일까 흰색일까, 빛의 산란

 달의 색깔은 하늘에 있는 달의 위치와 지구의 대기 조건에 따라 다릅니다. 달의 겉보기 색깔은 지구 대기의 햇빛 산란에 의해 영향을 받습니다.

 

빛의 산란: 빛이 물질과 상호작용하여 방향이 바뀌는 것

 태양에서 오는 빛은 우리 눈에 들어오기 전에 대기층을 지나며 공기 중에 있는 다양한 입자들과 충돌합니다. 만약  태양의 고도가 낮아 햇빛이 대기를 통과하는 경로가 길어지면서 빛이 고도가 높을 때보다 더 많이 산란됩니다.

 

 대부분의 시간 동안, 달은 흰색이나 회색으로 보입니다. 이것은 다양한 색의 스펙트럼으로 이루어진 햇빛이 지구 대기에 산란되고, 더 짧은 파장(파란색과 보라색)이 더 긴 파장(빨간색과 노란색)보다 더 많이 산란되기 때문입니다. 이 산란은 태양의 푸른빛을 띠는 성분을 제거하는 경향이 있어서, 달에 도달하는 직사광선을 약간 노랗게 보이게 만듭니다. 

 

달의 고도가 낮을 때:
달이 수평선 근처에 있을 때 달의 색깔도 변할 수 있습니다. 달이 하늘에 낮을 때, 그것의 빛은 머리 위에 바로 있을 때에 비해 지구 대기의 더 두꺼운 부분을 통과해야만 합니다. 이렇게 증가된 대기 경로 길이는 더 짧은 파장의 파란색과 보라색 빛의 더 많은 산란으로 이어지고, 더 긴 파장의 빨간색과 주황색 빛이 우리의 눈에 도달할 수 있게 합니다. 결과적으로, 달이 수평선 근처에 있을 때 더 노랗거나, 주황색 또는 빨간색으로 보입니다. 그래서 대부분의 시간은 흰색으로 보이지만, 가끔 붉은색이나 노란색으로 보이는 것입니다.

 

또 다른 요인들

대기 상태:
달의 색깔은 또한 오염, 먼지, 그리고 다른 입자들과 같은 대기 조건에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 이 입자들은 특정한 파장의 빛을 산란시키고 흡수하여 달의 겉보기 색깔의 변화를 초래할 수 있습니다.

월식:
월식 동안, 지구는 태양과 달의 바로 사이에 오고, 달은 지구의 그림자 속으로 이동합니다. 지구의 그림자가 달 위를 지나갈 때, 일부 태양빛은 여전히 달의 표면에 도달할 수 있습니다. 그러나, 이 태양빛은 먼저 지구의 대기를 통과해야만 합니다. 지구의 대기는 파장이 긴 빛(빨강과 주황)보다 파장이 짧은 빛(파란색과 보라색)을 더 효과적으로 산란시킵니다.

그 결과, 월식 동안 태양빛이 지구 대기를 통과할 때, 파장이 짧은 파란색과 보라색 빛이 산란되고, 파장이 긴 빨간색과 주황색 빛은 굴절되어 달을 향해 휘어집니다. 이것은 종종 "블러드 문"이라고 불리는 개기 월식 동안 달이 붉은 색이나 구리색을 띠게 합니다.

 

결론

 달은 일반적으로 지구 대기의 햇빛 산란으로 인해 흰색 또는 노란색으로 보입니다. 구체적인 색상은 하늘에서 달의 위치, 대기 상태, 월식과 같은 현상 동안과 같은 요인에 따라 달라질 수 있습니다.