형광등의 빛을 내는 원리가 궁금합니다

Question

형광등은 우리일상생활에서 없어서는 안될존재가 되어버렸는데 이런 빛을 내는 원리가 어떤지 정말 궁금하네요 알려주시면 감사해요

Answer 1

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 형광등은 전기가 흐르면서 수은 증기와 아르곤 가스가 충돌하여 UV(자외선)를 발생시키고, 이 UV가 형광체 내부에 코팅된 인광물질과 상호작용하여 가시광선(빛)을 발생시키는 방식으로 작동합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.

형광등은 음극방전으로 열전자와 수은증기가 충돌할 때 생기는 자외선이 형광물질에 통과되면서 가시광선으로 변한 빛을 이용합니다.

Answer 3

안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.

형광등은 전기 에너지를 이용하여 빛을 발생시키는 조명 장치입니다. 형광등은 전기 에너지를 이용하여 수은증기와 플러오린 가스로 이루어진 형광체 내에 있는 원자들을 자극하여 빛을 발생시킵니다.

우선 전기 에너지가 형광등 내부에 있는 전극에 적용되면, 전극 주위에 있는 기체가 이온화되어 전류가 흐릅니다. 이 이온화된 기체는 수은증기와 플러오린 가스 형광체 내부에 존재하는 원자들을 자극합니다.

자극된 원자들은 고에너지 상태가 되어 다시 원래 상태로 돌아가면서 에너지를 방출합니다. 이때 방출되는 에너지는 빛의 형태로 나타나게 되는데, 이때 방출되는 빛의 파장은 형광체에 따라 달라집니다.

또한 형광등은 일반 전구에 비해 전력 소비가 적고, 수명도 길다는 장점이 있습니다. 그러나 일반 전구에 비해 초기 비용이 높고, 조명색이 일관성이 없는 등의 단점도 있습니다.

Answer 4

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

우선 형광등에 전류를 흘려보내 형광등 양단의 필라멘트를 가열합니다.

그럼 가열된 필라멘트에서 열전자가 방출되며 이 열전자가 반대쪽 전극으로 이동하며 방전하고, 이동하는 열전자와 관내의 수은전자가 충돌하면 자외선이 방출됩니다.

이 자외선이 형광등 내부에 발려있는 형광물질과 반응하여 가시광선을 방출하는데, 우리가 환하게 느끼는 빛이 이 가시광선입니다.

Answer 5

안녕하세요.

형광등은 전기 에너지를 이용하여 빛을 내는 조명기구 중 하나입니다. 일반적인 전구와는 달리, 형광등은 기체 방전 원리를 이용하여 빛을 발생시킵니다.

형광등의 전기 회로는 전원 공급 장치, 발광관(또는 트리튬 악체), 부하 조절 장치로 이루어져 있습니다. 전원 공급 장치는 교류 전원을 직류 전원으로 바꾸어 발광관에 전기를 공급합니다. 발광관 내부에는 수은증기와 아르곤 등의 기체가 채워져 있으며, 전기를 공급받으면 이 기체들이 방전하면서 자외선을 발생시킵니다.

이 자외선은 발광관 내 벽면에 도착하면 형광체라는 물질에서 가시광선을 방출하도록 자극합니다. 이때 발광체가 방출하는 빛의 색상은 형광체의 종류에 따라 다릅니다. 일반적으로 형광등에서 사용되는 형광체는 산화인, 산화아연 등이며, 이들 형광체가 방출하는 빛의 색상은 주로 백색광이 됩니다.

따라서, 형광등은 전기 에너지를 이용하여 발광관 내부의 기체를 방전시키고, 이로 인해 발생하는 자외선을 형광체가 가시광선으로 변환하여 빛을 내는 원리로 작동합니다.

Answer 6

안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.

형광등의 내부는 진공으로 되어있는데 소량의 수은 증기와 아르곤 가스가 들어있습니다.

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형광등 안에 아르곤과 수은 기체가 주입되는 이유는 전류가 흐를 때 전자가 발생되고

수은 원자와 충돌하여 자외선을 내면서 형광체에 닿도록 하기 위함과 비활성 기체인

아르곤이 방전을 일정하게 하여 빛을 균일하게 하도록 작용을 돕기 하기 위함입니다.

에너지를 얻은 전자는 사다리를 타고 높이 올라간 아이에 비유해 볼 수 있습니다.

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전자는 에너지를 얻으면 들뜬 상태로 높은 위치에 있는데 미끄럼틀로 내려와

땅의 궤도에 닿으면 그 에너지만큼 열과 빛을 방출하게 되는 것입니다.

Answer 7

안녕하세요. 박형진 과학전문가입니다.

형광등내 진공관에 소량의 수은 증기와 아르곤 가스가 있는데 양쪽 전극에 전압이 걸리면 전자가 가스와 충돌하여 자외선을 포함된 빛을 일으킵니다. 그래서 빛이 빛나게 되는것입니다

Answer 8

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다.

형광등은 기다란 유리관으로 되어 있고, 유리관의 양쪽에 필라멘트가 있습니다. 유리관 속은 진공으로 만든 후, 아르곤과 수은 기체를 넣습니다. 유리관 안쪽에는 형광 물질을 발라두었습니다. 형광등에 전류가 흐르기 시작하면 유리관의 양 끝에 있는 필라멘트에서 방전이 일어납니다. 방전이 일어나면 필라멘트에서 생긴 열로 전자가 튀어나오고 수은과 아르곤이 활발하게 움직이며, 이 수은 기체와 전자가 잘 부딪치게 되어 자외선이 나오게 되는 것입니다. 이 때 수은 기체가 자외선을 내어 놓고, 이 자외선이 유리관 벽에 발라져 있는 형광 물질에 닿으면 가시광선으로 변하여 유리관 밖으로 밝은 빛이 나오게 되는 것입니다. 형광등을 켠 순간보다 시간이 지나고 난 후 좀더 밝아지는 것을 볼 수 있는데, 이것은 형광등에 전류가 흐르기 시작하는 순간보다 시간이 지나고 난 후에 수은에서 내어 놓는 자외선의 양이 더 많아지기 때문입니다.

출처 : 대한민국 교육부 블로그 - 전구의 불이 켜지는 원리는 무엇일까?