일반적으로 적외선, 가시광선, 자외선으로 나뉘며, 경우에 따라서는 자외선보다도 파장이 짧은 X선 (수십 -0.01nm정도), Y선 (0.01nm이하)도 빛에 포함시킨다.
가시광선은 사람의 눈을 통해 시각을 일으킬수 있는 빛이며, 대체로 파장 810-380nm(실용적으로는 750-390nm), 진동수 4X10-8X10Hz 정도의 전자기파이다.
이전에는 가시광선만을 빛이라고 하였으나 현대에서는 일반적으로 가시광선뿐만 아니라, 가시광선의 적색광보다도 파장이 긴 적외선(파장 750-1nm)부터 가시광선의 자색광보다도 파장이 짧은 자외선(파장1-390nm)까지의 파장 범위의 전자기파를 모두 빛이라고 한다. 즉 오늘날 물리학적으로는 파장1mm-1nm의 범위에 있는 전자기파가 빛에 속한다.
사람의 눈은 가시광선의 555mm 파장대에서 가장 밝게 느껴지지만, 빛의분포가 한쪽으로 치우쳐 연색성(물체의 고유색을 사실대로 재현하는 특성)이 저하되면, 반대로 연색성이 좋도록 빛을 분포하면 밝기가 저하된다.
우리가 흔히 삼파장이라는 용어가 바로 파랑, 초록, 빨강 부근의 파장대를 의미하며, 이 세파장대의 빛을 집중시키면 밝기와연색성을 동시에 향상 시킬수 있을 뿐만 아니라 눈의 피로도 감소 시킬수 있다.
01. 가시광선
가시광선은 파장이 긴 빛에서부터 파장이 짧은 빛의 차례로 빨강에서 보라까지 색상을 말하며, 눈으로 식별이 가능한 빛을 의미한다. 보통의 빛은 백색광으로 보여 하얗다고 생각하기 쉬우나 과학실험에서도 배웠듯이 분광기를 통해서 보면 금세 빛이 포함한 색상을 눈으로 구분할수가 있다.
분광기는 빛을 파장의 차이에 따라 분해하는 도구로써 파장의 순서로 늘어놓을 수 있으며, 우리가 흔히 무지개 색이라 일컫는 것이 바로 그것이다. 프리즘을 통과한 빛은 빨강 (750-620nm), 주황 (620-585nm), 노랑 (585-575nm), 녹색(575-500nm), 파랑(500-445nm), 남색(445-425nm), 보라(425-390nm)의 일곱가지 색상을 뚜렷하게 구분한다.
가시광선의 파장의 범위나 빛은 사람에 따라 다소 다르나, 대체로 3,800-7,700Å으로 빨간색의 파장은 7,00-6,100Å으로 가장 길며, 보라색의 파장이 4,500-4,000Å이다 3,800Å 이하로 파장이 짧은 것은 자외선이나 X선 이며 7,700f8이상으로 긴 것은 적외선이나 라디오에 쓰이는 전파이다.
가시광선과 관련한 장애는 조명부족과 조명과잉에 의한 것으로 나누어 볼 수 있다. 조명이 부족한 경우에는 시력저하, 능률저하, 안정피로 등이 발생하는데 안정피로의 경우는 40세 이상에서 주로 일어나는 질환으로 두통, 눈의 피로감, 자극증세를 보인다, 예를 들어 광산 등에서 일을 하는 경우에는 조명부족이 원인이 되어 안구 진탕증이 발생하기도 한다.
조명과잉으로 인한 장애는 시력장애, 시야협착, 망막변성, 두통등이 있을 수 있다. 장시간에 걸쳐 조명에 노출 되는것은 암순응저하, 광시증 등의 질별을 유발할 수 있으며, 결막염, 각막염을 일으키는 설맹도 발생할수 있다.
02. 적외선
가시광선에 이어지는 파장범위가 0.75㎛-1mm 정도인 전자기파로 빛의 스펙트럼에서는 적색부분의 바깥쪽에 해당한다고 해서 붙여진 이름이다.
1800년에 영국의 F.W.허셜이 태양 스펙트럼의 적색 부분보다 장파장 쪽에 열 효과가 큰 부분이 있음을 최초로 발견하면서 부터 적외선의 존재가 파악되었다.
일반적으로 파장25㎛ 이하를 근적외선, 파장25㎛이상을 원적외선, 그 사이를 중간적외선이라 구분하거나, 파장 25㎛, 30㎛ 또는 50㎛를 경계로 하여 그 이상을 원적외선, 이하를 근 적외선이라고 구분한다.
적외선은 전파 천문학, X선 천문학과 함께 최근에는 우주를 조사하는 수단으로 적외선을 이용하는 적외선 천문학도 주목받고 있으며, 실물체가 보이는 야간 투시경, 무접촉으로 고온을 재는 고온계, 미사일등의 추적장치, 적외선 레이더, 반도체 레이저를 이용한 통신, 온도기록계제작등에 사용되고 있다. 적외선에 관한 장애는 초자공 백내장 등 다양하게 발생되는데, 특히 초자공 백내장은 강한 적외선을 받으며 일하는 전기기사, 용광로의 화부들에게서 흔히 발생한다 .보통 750nm 이상의 넓은 파장을 가지는 적외선은 조사량을 10mW/㎠이하로 유지하면 유해 작용은 일어나지 않지만 0.1-0.4W/㎠의 출력을 갖는 백열 표면의 적외선에 10년 내지 15년간 노출되면 유해작용이 발생된다.
03. 자외선
가시광선 파장영역에 이어 그 단파장 쪽에 있는 전자기파로서 1801년 독일의 화학자 J.W.리터가 태양 스펙트럼의 보랏빛 바깥쪽에 염화은을 보다 세게 흑화시키는 힘을 가진 빛이 존재하는것을 발견하면서 자외선이 알려지기 시작했다.
자외선은 가시광선보다도 양자로서의 에너지가 크고 화학작용 및 생리작용이 강하다. 예를 들면, 수은 등에서 나오는 파장 253.7nm의 자외선은 냉장고 속 등에서 살균광선으로서 사용되고 있으나, 생리작용이 강하기 때문에 직접 육안으로 보면, 급성결막염에 걸릴 수가 있다.
태양은 표면온도가 절대온도 5,000K나 되기 때문에 당연히 자외선도 강하게 방출하고 있지만 다행히도 상층대기 중에 있는 오존에 의해 자외선이 흡수되기 때문에 우리가 사는 지표에는 300nm보다 파장이 짧은 자외선은 오지 않는다.
하지만 300nm보다 긴 파장의 자외선이라도 장시간 피부에 쬐면 화상을 입기도 하며, 용접작업 등에서는 절대온도 2,000K 정도가 되면 자외선도 강하게 방출되므로 보호안경이 반드시 필요하다. | |