물질을 엄청난 고온으로 올리게 되면 빛이 발생하는 이유가 무엇인가요?

Question

우주에 있는 모든 물질을 엄청난 고온으로 올리게 되면 빛이 발생한다고 하던데 왜 엄청난 고온으로 갈수록 빛이 발생하는건지 원리가 궁금합니다

Answer 1

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

물질을 고온으로 가열하면 빛이 발생하는 이유는 원자와 전자의 상호작용 때문입니다.

물질을 이루는 원자는 에너지를 받아 높은 에너지 상태인 '들뜬상태’가 되어야만 빛을 낼 수 있습니다. 들뜬상태의 원자 속 전자가 빛 입자인 '광자’를 내보낼 수 있는 상태가 된 것이죠. 즉, 전자가 광자를 내보내며 에너지를 잃는 순간이 빛이 발생하는 순간입니다.

또한, 원자를 구성하고 있는 원자핵이나 전자는 각각 양의 전기나 음의 전기를 띠고 있습니다. 전기를 띤 입자가 진동하면 전자기파, 즉 빛이 방출됩니다. 원자의 진동이 잠잠해질 때는 적외선 등 파장이 긴, 낮은 에너지의 전자기파가 나옵니다. 반대로 원자의 진동이 심해지면 적외선보다 파장이 짧은, 에너지가 높은 가시광선 등의 전자기파가 나옵니다. 그 때문에 온도 상승에 따라, 물체가 방출하는 전자기파는 적외선에서 빨간색이나 노란색의 가시광선, 즉 사람의 눈에 보이는 빛으로 변하는 것입니다.

따라서, 물질을 엄청난 고온으로 가열하면 원자와 전자의 상호작용으로 인해 빛이 발생하는 것입니다.

Answer 2

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

고온으로 물질을 가열하면 물질 내의 원자나 분자들이 높은 에너지 상태로 이동하게 됩니다. 이 과정에서 전자들이 원자나 분자 내에서 에너지 상태를 변경하면서 빛을 방출하게 됩니다. 이를 발광이라고 합니다.

고온으로 물질을 가열하면 물질 내의 전자들이 더 높은 에너지 상태로 이동하게 되고, 이 전자들이 낮은 에너지 상태로 돌아오면서 빛을 방출하게 됩니다. 이때 방출되는 빛의 파장은 전자가 이동하는 에너지 상태에 따라 결정되며, 이것이 빛의 색깔이 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

물질을 엄청난 고온으로 올리면 빛이 발생하는 이유는 원자의 에너지 상태 변화 때문입니다. 일반적으로 원자는 여러 에너지 준위를 가지고 있으며, 낮은 에너지 준위에서 높은 에너지 준위로 전이할 때 에너지를 방출합니다. 이때 방출되는 에너지는 빛의 형태로 나타납니다. 고온이 되면 원자는 열 에너지를 흡수하여 높은 에너지 준위로 들뜨게 됩니다. 충분히 높은 온도에서는 많은 원자가 들뜨게 되고, 이들이 다시 낮은 에너지 준위로 돌아오면서 방대한 양의 에너지를 방출하게 됩니다. 이 에너지가 바로 우리가 보는 빛입니다.