아이들 방 천정에 붙여놓은 야광 별자리 빛을 내는 원리는?

Question

아이들이 좋아해서 아이방 천정에 별과 해와 달과 행성들을 붙여 두었는데 불을 껐을 빛이 나는 원리가 궁금합니다. 어떤 과학의 원리가 숨어 있나요?

Answer 1

안녕하세요. 과학전문가입니다.

불빛은 에너지를 받은 전자가 에너지를 잃으며 빛을 내게 됩니다.

야광은 인광체가 불빛을 받으면 전자가 에너지를 받게되는데 빛을 끄더라도 전자가 모든 에너지를 다 내놓지 않습니다. 그래서 불을 끈 후에 전자가 남은 에너지를 천천히 내놓으면서 빛을 내어서 밤에 빛을 내는것을 볼 수 있습니다.

Answer 2

형광물질이 색을 내는 원리는 형광물질을 이루는 형광분자는 특정한 양의 에너지를 흡수할 수 있는데, 화학에너지, 전기에너지, 빛 에너지 등 종류의 상관없이 흡수할 수 있습니다. 이렇게 에너지를 흡수하면 형광분자는 힘이 넘쳐나기 때문에 가만히 있기 힘들어 하고, 이 때문에 분자 내부에 존재하는 전자에게 에너지를 주고 멀리 떨어져 있게 합니다. 에너지를 가져간 전자는 다시 원래 자리로 돌아가고 싶어해 에너지를 외부로 버리고 다시 원래 자리로 돌아갑니다. 이때 버려진 에너지 대부분이 빛 에너지가 되는데, 이 빛이 바로 형광 분자의 색입니다.

형광분자가 외부 빛을 흡수해서 노란색의 빛을 내면 노란 형광빛을 내는 분자이고, 초록색의 빛을 내면 초록 형광빛을 내는 분자입니다. 따라서 일반적인 색은 반사된 빛을 보지만 형광색은 물질에서 나오는 빛을 보는 것입니다. 야광 스티커는 이러한 형광물질을 이용하여 만들어져 아이들의 방 천장에 붙여 놓고 불을 끄면 빛이 나는 것을 볼 수 있습니다. 그러나 만약 이 스티커가 외부에서 오는 빛 에너지를 충분히 흡수 하지 못했다면 다시 빛을 낼 수 있는 에너지가 없어서 야광 형광빛을 볼 수가 없게 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.

형광물질이 색을 내는 원리는 일반적인 물질이 색을 내는 것과는 다릅니다.

형광물질을 이루는 형광분자는 특정한 양의 에너지를 흡수할 수 있는데요, 화학에너지, 전기에너지, 빛 에너지 등 종류의 상관없이 흡수할 수 있습니다 이렇게 에너지를 흡수하면 형광분자는 힘이 넘쳐나기 때문에 가만히 있기 힘들어 하고, 이 때문에 분자 내부에 존재하는 전자에게 에너지를 주고 멀리 떨어져 있게 합니다.

에너지를 가져간 전자는 다시 원래 자리로 돌아가고 싶어해 에너지를 외부로 버리고 다시 원래 자리로 돌아갑니다.

이때 버려진 에너지 대부분이 빛 에너지가 되는데요, 이 빛이 바로 형광 분자의 색입니다 형광분자가 외부 빛을 흡수해서 노란색의 빛을 내면 노란 형광빛을 내는 분자이고, 초록색의 빛을 내면 초록 형광빛을 내는 분자입니다 따라서 일반적인 색은 반사된 빛을 보지만 형광색은 물질에서 나오는 빛을 보는 것입니다.

야광 스티커는 이런 형광물질을 이용하여 만들어져 불을 끄면 빛이 나는 것을 볼 수 있습니다.

그러나 만약 외부에서 오는 빛 에너지를 충분히 흡수하지 못했다면 다시 빛을 낼 수 있는 에너지가 없어 야광 형광을 볼 수가 없습니다

Answer 4

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

야광 스티커의 원리는 형광물질에 있습니다.

야광 스티커 형광물질의 원자내 전자는 가시광선(일반 빛)의 에너지에 의해 들뜬 상태(높은 에너지 상태)가 됩니다. 그리고 곧바로 낮은 에너지 상태가 되며 빛을 방출합니다. 이 때 방출된 빛은 가시광선 영역의 빛이기 때문에 밝게 빛나며 우리눈에 비치는 것이죠. 그리고

조금 더 자세히 설명드리면, 원자내에는 원자핵과 원자핵 주위로 전자가 존재합니다. 전자는 안정적인 위치(바닥 상태)에 존재하게 되는데, 외부에서 에너지를 받으면 이를 흡수하여 불안정한 상태(들뜬 상태)가 되며 높은 에너지를 갖게됩니다. 그리고 전자는 안정적이게 되려하는 성질이 있어 다시 안정적인 상태(바닥 상태)인 에너지가 낮은 상태로 돌아갑니다. 그런데, 곧바로 안정적인 상태가 되는 것이 아닌 들뜬 상태와 바닥 상태 사이에 중간 에너지 상태의 단계를 거쳐 서서히 안정적인 상태로 돌아갑니다. 즉, 높은 에너지에서 낮은 에너지 상태로 단계를 거쳐 바뀌면서 에너지를 내놓게 되는데, 빛(가시광선) 에너지로 방출됩니다. 그래서 불을 꺼도 어느정도 빛을 발하는 것이죠. 그리고 시간이 지나면 바닥상태로 되돌아가 더 이상 빛을 내지 못하게 됩니다.

여기에 사용되는 형광물질은 황화광물, 보석류, 황화아연 등이 있습니다.

도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.

Answer 5

야광의 원리는 반딧불이가 빛을 내는 원리와 같습니다.

반딧불이가 빛을 내는 생물 발광을 야광 스티커와 같은 실생활에 적용한 것입니다.

야광은 다이페닐옥살레이트라는 형광물질과 과산화수소로 이루어져 있는데,

내부에서 이 두 물질이 만나 이산화탄소가 발생됩니다.

이 과정에서 생성된 에너지가 빛 에너지로 전환되고 이것이 형광, 야광물질이 됩니다.

Answer 6

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

야광이라는것은 외부 빛에너지를 흡수하여 불안정한 상태로 에너지를 가지고 있다가 서서히 그 에너지를 방출하여 안정한 상태로 변화하는 과정입니다.

즉, 에너지의 흡수와 방출을 시키는 속도가 느린 물질로 구성되어있습니다.

감사합니다.