전구는 어떤 원리로 빛이 나는걸까요?

Question

안녕하세요

전구 가운데 보면 꼬불꼬불하게 꼬인 코일이 있는데요.

이곳에서 불빛이 나는데 어떤 원리로 불빛이 발생하는걸까요?

궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요.

전구의 가운데 꼬인 코일은 필라멘트(Filament)라고 불리며, 전류가 흐르면서 니크롬 또는 텅스텐 등의 금속 성분으로 이루어진 미세한 선으로 이루어져 있습니다.

전구의 끝에 있는 양극에 전기가 공급되면, 필라멘트 내부에서 전류가 흐르면서 선이 단열되는 과정에서 열이 발생합니다. 이렇게 발생한 열은 필라멘트 내부의 금속 성분에 전달되어 금속 성분의 원자들이 이동하면서 에너지가 방출되고, 이러한 과정에서 전구 내부에서 빛이 발생합니다.

따라서 전구의 빛은 필라멘트 내부에서 발생하는 열 에너지로 인해 발생하게 되며, 이는 열 방출과 빛 방출이 함께 이루어지는 발광체의 원리를 이용한 것입니다. 이 과정에서 전류가 흐르는 양극에 따라 전구 내부의 전자가 이동하면서 적절한 전자 에너지가 발생하게 되어서, 이를 이용하여 전구의 빛의 밝기나 색상을 조절할 수 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.

백열전구의 경우 필라멘트에 전기E를 가하여 가열되며 방출되는 빛 E를 이용합니다. 비자발광(형광등)의 경우 전극에서 전자가 나오고 안에 채워져 있는 가스 원자에 E를 전달해줍니다. 이때 E를 받고 여기된 가스 원자가 ground state(기저상태)가 되며 자외선을 방출합니다. 방출된 자외선은 형광등 내부에 발려진 형광체를 여기시키고 형광체는 여기되었다가 ground state로 내려오며 E를 빛의 형태로 방출하게 되고 이 빛 E를 이용합니다.