빛의 질(質)에 대한 글 몇 가지를 읽고/ 연색성, 색온도, 조명 방식

교양물리시간에 공부 잘 하면 됐을 걸 말입니다. ㅠ.ㅠ

고딩, 대딩때 공부 안 하면 나중에 손해봐요. 그 때 미리 공부했으면 점수 잘 받고 진로도 더 나았을 텐데. 수학물리화학공부를 깊이 안 한 건 정말 멍청한 짓.

재미있게 읽은 글을 링크하고 그 글에 소개된 내용 일부에 지금까지 쌓인 것을 머릿속에서 끄집어내 조금 정리해봅니다. 펜시브, 펜시브..

먼저 연색성에 대한 이야기.

단색광이란 말은 광원에서 나오는 빛의 파장이 하나라는 얘기입니다.

어디선가 주워들어 짧게 아는 얘기를 늘어놓자면

- 형광등은 원래 자외선파장 빛이 나오는 방전관 내면에 형광물질을 도포해 그 형광물질이 자외선을 받아 들뜬 원자가 안정화될 때 방출하는 가시광선을 사람이 보는 것이고, 이 때 가시광선 대역폭에서 여러 가지 파장을 골고루 내도록 형광물질을 신경써서 잘 쓴 것이 삼파장이네 오파장이네하는 거라고 하더군요.

- LED등은 빛을 내는 칩이 완전 자외선파장 빛은 아니고 거기 걸치거나 가시광선 대역폭에서 자외선에 가까운 짧은 파장(파랑-보라색쪽) 빛을 내는데, 그걸 그대로 쓰면 중국산 싸구려 등을 달았을 때 느끼듯이 집이 귀신집이 되고, 앞서 형광등처럼 여기도 광원에 다른 물질을 칠해서, 그 물질이 짧은 파장 원래 빛을 받아 들뜬 원자(주로 인(P) 화합물이라던데)가 안정화될 때 나오는 더 긴 파장 빛을 내도록 한다고 합니다. 

그리고 이것이 연색성, 연색성 지수(CRI, Color Rendering Index)하고 상관이 있다고 합니다.

광원에서 나오는 빛의 파장대가 좁을수록, 그 광원을 사용한 조명이 아무리 밝아도 색상이 제대로 표현되지 않는 것입니다. 연색성 평가지수 80이상이라야 좋다는 말이 그래서 나온 것. 태양광을 100으로 기준잡고 기계로 잽니다.

Schurrer 님의 블로그 

http://schurrer.tistory.com/5

그럼 보통 사람이 어떻게 이걸 알아보냐.. 수치화해주는 계기는 엄청 비싸지만, 대충 흥미본위로 보고 싶다면 이런 것도 있음. 조금 찾아본 것.

분광기(Spectrometer; 分光器)

-  네이버 지식백과: 책에 나오는 프리즘 분광기의 구조

DIY

- 음악 CD로 만든 분광기: KISTI의 과학향기 (도면파일과 제작영상 포함)

- 스마트폰에 연결하는 분광기 만들기 (중2수준)/ 민서아빠님의 중학교 과학교육 블로그

- https://publiclab.org/wiki/spectrometer

웹캠을 활용해 데스크탑 컴퓨터에 연결하는 분광기, 스마트폰에 연결하는 분광기(위 링크것과 비슷) 몇 가지의 원리와 설명, 제작 과정. Buy One을 클릭하면 키트를 사고 Build One을 클릭하면 방법을 가르쳐줌.

그 외 구글 검색: CD 분광기

위 블로그의 다른 글: 조명 방식

http://schurrer.tistory.com/2

조명방식.. 우리 나라는 방 천장에서 아래로 빛을 쏘도록 등기구를 설치합니다.

그런데 외국까지 나가지 않더라도, 카페나 백화점 옷가게 조명을 보면, 위에서 아래로 쏘는 조명말고도 부분조명이 잘 돼 있습니다. 특히 예쁘거나 중후하거나 세련되거나 비싸보이는 벽면 인테리어가 돋보이도록 빛을 모서리나 중간쯤에서 벽면을 따라 흐르도록 쏴줍니다. 그렇지 않으면 조금 떨어진 공간에서 그 공간의 주제가 되는 정물이나 벽면이 밝게 반사되도록 해줍니다. 어느 경우든 그 실내에 들어온 사람의 눈을 광원이 직접 공격하지 않습니다. 상업 건물의 매장은 거기에 더해 매출을 위해 필요한 포인트에 등기구(= 설치비용)와 광량(= 전기요금)을 아끼지 않으니 우리 눈은 매우 즐겁습니다. 

그래서 집에서 먹는 커피는 왜 그런 분위기가 아니고 사들고 와서 입어보면 우중충할까 생각할 지도 모르겠습니다. ^^; 그 원인 중에는 조명 방식 외에도 앞서 얘기한 연색성, 그리고 다음에 얘기할 색온도탓이 있습니다. (그리고 매장의 음악과 소음과 냄새와 함께 한 사람이 만들어주는 분위기도 있겠죠)

위 블로그의 또 다른 글: 색온도(Color Temp.)

http://schurrer.tistory.com/3

- 색온도는 광원의 온도에 따라 달라진다고 봅니다. (흑체복사)^[각주:1] "광원의 온도가 아닌 형광에 의한 빛은 상관색온도[각주:2] ^[각주:3]에 따라 결정." 측정은 크로마메터라는 기계로 한다고 함.

- 광원의 색깔은 상관없음. 본래는 색깔 필터를 거쳐 나온 빛은 취급하지 않음.

색온도와 사람들이 편안하게 느끼는 범위 차트가 저 블로그에 인용돼있습니다. 사람들은 너무 덥거나 너무 차게 느끼는 걸 싫어하는데, 색온도가 높으면 차갑게 느끼기 때문에 더 밝아야 편안하게 느끼고, 색온도가 낮으면 불기운을 느끼기 때문에 좀 덜 밝아도 편안하게 느낀다는 이야기입니다. 여기서 색온도는 캘빈(K), 밝기는 록스(lux) 단위입니다. 다만, 심리적으로 편안하게 느끼느냐와 밝다고 느끼느냐는 좀 다른 이야기가 되겠습니다.

웨스팅하우스 웹사이트

http://www.westinghouselighting.com/color-temperature.aspx

가정용은 4천K아래. 그 이상은 상업용으로 적어놓음. 이게 그 사람들 취향.

시중에서 구할 수 있는 형광등은 주백색과 주광색이 있습니다. 주백색은 우유빛느낌이 나고, 주광색은 보통 형광등하면 생각하는 창백한 흰 색입니다. 그리고 형광등도 그냥 아무 표시없는 게 있고, 나비같은 삼파장표시가 있는 게 있는데 후자가 조금 더 비쌉니다. 컴팩트 형광등이나 스탠드용 소켓으로 나오는 형광등은 오파장이니 칠파장이니하며 광고하기도 했는데, 이런 것들이 내부에 칠하는 형광물질을 차별화해서 그렇게 만들어준 것 같기는 한데 스펙트럼 차트를 보여준 제품은 못 봤네요.

LED전등으로 오면서 색깔은 좀 더 다양해졌습니다. 일찌감치 절전을 이유로 가정에서는 형광등으로 바뀐 우리 나라와 달리 백열구나 할로겐(우리 나라도 MR소켓용으로는 계속 썼습니다)을 오래 쓰던 서양에서는 LED전구가 원래 백열전구를 대체하고자 나온 것이다 보니 백열전구색도 나왔습니다(아예, 필라멘트가 보이는 맑은 유리 백열전구를 흉내낸 것도 나옵니다). 그래서 인터넷에서 LED전구를 검색해 보면 기본이 주광색 6500K와 백열등색 3000K인데, 그 밖에 삼성에선 5000K짜릴 낸 적 있고, LG제 칩은 5700K도 있고, 백열등색으로도 2700K짜리 전구도 가끔 보이더군요. 우리 나라는 기본 제품이 6500K, 그리고 잘 팔리면 나오는 게 3000K 이렇게 정해져 있는 것 같습니다. 사람들이 형광등에 이미 익숙해져 있기 때문에.

주광색, 주백색, 백열등색이라고 말합니다만, 형광등과 LED램프 박스에 같은 말이 적혀 있다 해서 색온도가 같지는 않고 LED램프끼리도 그렇습니다. 백열등색이라 표시했는데 A제품은 2700K고 B제품은 3000K, C제품은 3200K일 수 있고, 주백색이 A제품은 5000K고 B제품은 4200K, C제품은 5700K일 수도 있으니까요. 캘빈온도(K)로 표시한 걸로 비교하는 게 맞습니다.

영문 위키백과

https://en.wikipedia.org/wiki/Color_temperature

1. 나도 이해하고 적는 게 아니다.(이런 거 끄적일 시간에 이해를 하라고!) http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1110313&cid=40942&categoryId=32238 [본문으로]
2. http://www.ktword.co.kr/abbr_view.php?m_temp1=4004 [본문으로]
3. Correlated color temperature (CCT) https://en.wikipedia.org/wiki/Color_temperature#Correlated_color_temperature [본문으로]