형광등의 빛은 어떻게 만들어질까?

형광등의 빛은 어떻게 만들어질까?

	형광등은 어떻게 빛을 내는 걸까? 그냥 하얀 관처럼 보이는데.

	겉에서 보면 유리관 밖에 안보이지만 우리가 형광등의 스위치를 켜는 순간부터 관 속에서는 빛을 내보내기 위해서 아주 바쁘게 움직이고 있단 말이야.

	저 작은 속에 들어 있으면 뭐가 얼마나 들어 있을라구!

	모르는 소리! 먼저 형광등 안에는 어떤 것들이 들어 있는지 알려줄게 첫째, 형광등의 양쪽 끝에는 필라멘트가 붙어있는 전극이 있고, 형광등의 안쪽에는 아 르곤과 수은 증기로 채워져 있지. 그리고 마지막으로 유리의 안쪽은 형광 물질로 코팅이 되어있어.



	간단하네 뭐.

	간단한 것 같아도 형광등을 이해하려면 미리 공부해야 할 것들이 많이 있어. 우선 공부부터 하고 와. 그러면 차례대로 설명해 줄게. [참조: 학습 자료실 / 화학 / 물질의 구성 / 원자] [참조: 학습 자료실 / 물리 / 에너지 / 에너지란?] [참조: 학습 자료실 / 물리 / 에너지 / 물체가 에너지 를 지니고 있는 방식] [참조: 학습 자료실 / 물리 / 에너지 / 에너지의 전달 수단] [참조: 생활 속의 과학/야광별의 비밀] 제일 먼저 전원이 연결되서 전류가 흐르면, 전극에 붙어있는 필라멘트가 가열돼. 그러면 거기서 전자가 튀어나와.



	원자를 이루고 있는 전자 말이야?

	그래 맞아. 필라멘트에는 전자를 잘 내놓을 수 있는 물질이 발라져 있거든. 그래서 가열을 하면 전자가 나오지.

	열을 받아도 전자가 튀어나올 수 있구나∼. 그래 그 다음에는?

	튀어나온 전자는 반대쪽 전극으로 이동을 하겠지? 여기서 문제 하나! 움직이는 물체가 항상 갖고 있는 에너지는?



	그렇게 쉬운 문제를... 그야 당연히 운동 에너지지 뭐야.

	제법인데! 그리고 운동하고 있던 물체가 다른 것에 부딪히면 갖고 있던 에너지는 부딪힌 상대편에 전달이 되지.

	구슬치기 할 때처럼?



	그렇지. 그런데 형광등 안에는 수은 원자가 많이 들어 있다고 했지? 그래서 운동하고 있던 전자가 수은하고 충돌하면서 자신이 가지고 있던 에너지를 수은 원자에게 전달하지.



	그러면 그 다음에는 수은 원자가 이어서 달리는 거야?

	지금 무슨 체육대회 하니? 전자한테서 받은 에너지가 어떻게 사용되는지 알려면 원자의 구조를 알아야해

	원자의 구조? 아까 공부했잖아. 원자의 중심에는 원자핵이 있고 그 주위에는 전자가 있잖아.



	그렇지. 전자와 충돌하면 수은 원자 안의 전자가 그 에너지를 받아. 전자가 에너지를 받으면, 그 에너지만큼 높은 자리로 우선 이사를 해.



	그 전자는 계속 그 높은 에너지 자리에 있는 거야?

	아니.. 모든 물체는 낮은 위치 에너지 상태로 돌아가려는 성질이 있어.

	높은 곳높은 위치 에너지)의 물체가 아래(낮은 위치 에너지)로 떨어지는 것처럼?

	맞아. 그래서 에너지가 많아진 수은의 전자는 다시 원래의 낮은 에너지 자리로 돌아가게 되지. 그러면 가지고 있던 에너지는 어떻게 될까?



	일을 하거나, 아니면 열이나, 빛으로... 아, 빛으로 내어놓나 보다!



	어떻게 알았지?

	우리가 지금 형광등 이여기를 하고 있으니까, 짐작으로!

	눈치가 있네. 하지만 수은으로부터 직접 우리가 볼 수 있는 가시광선이 나오지는 않아. 한 단계 더 가야해.

	한 단계 더?

	수은이 내어놓는 것은 우리 눈에는 안보이는 자외선이거든.



	다음 단계에서는 야광별이 빛을 내어놓는 과정과 똑같은 일이 벌어지지. 형광등의 안쪽에는 형광 물질이 코팅되어 있다고 했지. 그리고 수은 원자에서는 자외선이 나오고. 아직도 짐작되는 일이 없어?

	이제 알겠다. 형광 물질 속에 들어있는 분자들이 수은 원자에서 나오는 자외선을 받아서 높은 에너지로 자리로 갔다가, 다시 에너지가 작은 상태로 돌아오면서... 짜잔 ∼ 빛으로 에너지를 방출한다. 그런데 이 빛은 눈에 보이는 가시광선이다.

	그렇지. 그 빛이 바로 우리가 사용하는 형광등의 불빛이지. 그래서 형광등이라고 부르는 거야. 자 이제 한꺼번에 정리해 보자.

"빛"은 무엇을 뜻하나?

'빛'이라는 단어는 좁개는 우리 눈에 보이는 가시광선을 뜻합니다. 넓은 의미의 빛은 가시광선 뿐 아니라 눈에 보이지 않는 자외선, 적외선, x-선,그리고 감마선도 포함합니다.

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