편광 선글라스를 쓰고 고개를 기울이면 왜 하늘 밝기가 바뀔까?

하늘빛은 햇빛이 공기 분자에 흩어진(레일리 산란) 빛인데, NASA 는 이 빛의 편광 정도가 sin²θ(θ = 산란각)에 비례해 해에서 90° 떨어진 하늘에서 가장 크다고 설명합니다.

편광 선글라스는 한 방향으로 떠는 빛만 통과시키므로, 고개를 기울여 필터 방향을 돌리면 하늘빛 가운데 지나가는 몫이 바뀌어 하늘이 어두워졌다 밝아졌다 합니다.

FSU 자기장 연구소는 물이나 도로 같은 면에 반사된 빛도 어느 정도 편광된다고 하며, 시뮬레이터에서 물에 53° 로 빛을 넣으면 꺾인 각 36.8° 와 합이 약 90° 가 되어 반사빛이 가장 잘 편광되는 브루스터 각이 됩니다.

시뮬레이터는 하늘의 산란을 셈하지 않는 단순 모형이라, 편광이 생기는 또 다른 길인 반사의 각을 대신 보여 줍니다.