야광물질은 어떻게 해서 어두운 곳에서 빛을 발하나요
도료표지판 등을 여러곳에 야광물질을 이요한 표시를 많이 하고 있습니다.
야광물질은 어떤 원리에서 어두운 곳에서 빛을 발하나요?
이 물질 덕분에 생활에 있어서 편하게 지낼 수 있는 곳이 많네요..
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
형광물질은 빛에 잘 반응하는 원자들로 구성되어있습니다.
형광물질의 원자내 전자는 빛의 에너지에 의해 들뜬 상태가 됩니다. 그리고 곧바로 다시 낮은 에너지 상태가 되며 빛을 방출합니다. 이 때 방출된 빛은 가시광선 영역의 빛이기 때문에 밝게 빛나며 우리눈에 비치는 것이죠. 그래서 형광물질이 태양 빛을 받으면 빛을 발하는 것입니다.
조금더자세히설명드리면, 원자내에는원자핵과원자핵주위로 전자가존재합니다. 전자는 안정적인위치에존재하게되는데, 외부에서에너지를받으면 이를 흡수하여불안정한상태(들뜬상태)가되며높은에너지를갖게됩니다. 그리고곧바로 전자는안정적이게되려하는성질이있어다시안정적인상태(바닥상태)인에너지가낮은상태로돌아갑니다. 이때높은에너지에서낮은에너지상태로바뀌면서에너지를내놓게되는데, 빛에너지로방출됩니다.
<형광물질>
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.
안녕하세요. 이만우 과학전문가입니다.
질문자분이 문의 주신 야광이라는 것이 다소 모호합니다만...
일반적으로 우리가 야광이라고 하는것은..깜깜한 밤에 다른 빛이 없을때 스스로 빛을 발하는 것을 말하는데..
그런 효과를 주는 방법이 몇개 있습니다.
우선, 축광(도료)라는게 있습니다.
이는, 빛을 저장해두었다가 빛이 없을때 스스로 저장된 빛을 발하게 됩니다(아파트 비상 계단 상부에 간혹있는 비조명 비상구 안내판)
또, 형광(도료)라는게 있습니다.
이는 안료자체가 형광 물질의 안료를 포함한 것으로..쉽게 말해서 형광펜 생각하시면 되겠습니다.
다만, 이 형광물질은 밤에 스스로 빛을 발하지는 않습니다.
또, 재귀반사라는게 있는데..
이는 물질이라기보다는 아주 작은 유리 알갱이를 고분자수지와 섞어서 굳히면 맞은편에서 빛을 쪼이면 그대로 반사되는 효과를 보입니다. 야간에 운전할 때 도로 차선이나 고속도로 교통 표지판등이 이런 효과를 보입니다.
이해를 돕기위해 최대한 쉽게 설명드렸는데 도움 되었는지 모르겠습니다. ㅎㅎ
추가 의문사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주시면 답변 드리겠습니다~~^^
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
야광물질은 외부에서 들어오는 빛 에너지를 흡수하여 흥분상태로 보관하고있다가 빛 에너지가 제거되면 흥분상태가 안정한 상태로 되돌아오며 빛에너지를 발산합니다.
이 속도가 느릴수록 야광이 오래갑니다.
감사합니다.
- 야광의 원리는 반딧불이의 원리와 같습니다.
반딧불이가 빛을 내는 생물발광을 실생활에 적용한 것입니다.
야광은 다이페닐옥살레이트라는 형광물질과 과산화수소로 이루어져 있습니다.
이 두 물질이 내부에서 만나 이산화탄소가 발생됩니다.
이 과정에서 생성된 에너지가 빛을 내는데 이것이 형광물질이 됩니다.