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불꽃놀이 불빛이 다양한 이유가 궁금해요

안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.불 빛에도 여러가지 색깔이 있다보니 이 아름다운 색깔들을 사용해 축제 같이 좋은 일이 있을 때는 멋지게 불꽃놀이를 하는데요.왜 이렇게 다양한 색깔의 빛이 있는 지 궁금한 마음이 들어 알아 봤습니다 😆😆모든 물체는 온도에 따라 다른 빛을 방출한다고 해요온도가 낮은 물체는 적외선만 방출하기 때문에 눈에 보이지 않는데요.어느정도 이상 온도가 높아지면 가시광선까지 방출하기 때문에 물체가 방출하는 빛을 볼 수 있다고 해요.예를 들어 쇠로 된 물체를 가열하면 처음에는 빛이 보이지 않고 단지 뜨거운 열만 느껴지는데요.이것을 어느 정도 이상으로 가열하면 붉은색을 띠고 더 가열하면 주황색, 그리고 노란색을 나타내다가 계속 가열하여 매우 온도가 높아지면 모든 가시광선 영역의 빛을 방출할 수 있기 때문에 백색으로 보인다고 해요.이렇게 물체의 온도에 따라 방출하는 빛의 색이 달라지니, 이 색으로 물체의 온도를 추정할 수 있다고 해요.하늘 위에 멀리 떨어져 있는 별의 색을 관찰해 보면, 별의 표면 온도를 대략적으로 측정할 수 있다고 해요.밤하늘의 별은 모두 흰색으로 보이지만,자세히 관찰해 보면... 푸른색에서 백색, 붉은색까지 다양한 색을 나타낸다고 해요. 이렇게 다양한 색으로 보이는 이유는 별의 표면 온도에 따라 다른 빛을 방출하기 때문이라고 하네요.태양은 표면 온도가 약 6000도 정도 되는 별인데요. 이 온도의 물체가 나타내는 빛은 노란색으로 보이는데요. 노란색 빛만 방출하기 때문이 아니고 노란색 빛을 가장 많이 방출하기 때문이라고 해요.■ 별의 표면 온도에 따른 빛의 색 ■출처 "살아있는 과학교과서 p75"이렇게 물질의 온도에 따라 빛의 색이 달라지기도 하고몇가지의 금속 원소들은 고유의 불꽃색을 나타내고 있다고 해요~이 불꽃색을 이용해서 물질속에 들어있는 원소들을 확인할 수 있다고 해요.그럼, 원소에 따라 여러가지 다른 색깔의 빛을 나타내는 이유는 뭘까요?원소의 불꽃색은 원자내 전자들의 이동이 결정 해요.전자들은 원자핵에 가까운 위치에 있을 때 가장 안정적이라고 하는데요.보통 일반적인 상태에서는 전자들이 원자핵에 가까운 안쪽 에너지 준위부터 채워진 배열을 이룬다고 하는데요. 이런상태를 '바닥상태 ground state'라고 해요.그러나 이 원자의 에너지가 가해지면, 안정적으로 바닥 상태의 전자가 에너지를 흡수해서 높은 에너지 준위로 이동하게 되는데요. 이런상태를 '들뜬상태exited state'라고 해요.아래 그림을 보면 조금 이해가 쉽겠네요.

학문 / 화학

23.05.19

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