형광등에 불이 들어오는 원리가 궁금합니다

Question

형광등에 불이 들어오는 원리가 궁금합니다.

전기가 연결되었으니 전기를 이용하는건 알겠는데

그 전기를 어떻게 사용해서 빛으로 바꾸는건가요

Answer 1

안녕하세요.

형광등이 켜질 때, 전극 사이에 전압이 가해지면, 아르곤 가스 내의 자유 전자들이 가속되어 수은 원자와 충돌합니다. 이 충돌로 인해 수은 원자가 여기 상태로 전이되며, 이후 안정 상태로 돌아오면서 초고주파의 자외선을 방출합니다. 이 자외선은 보이지 않지만, 형광 물질에 의해 흡수되어 가시광선으로 변환됩니다. 이렇게 변환된 빛이 바로 우리가 보는 형광등에서의 빛입니다.
형광 물질은 주로 인산염 혹은 실리케이트 기반의 물질들로, 특정한 금속 이온(ex : 유로퓸, 체륨 등)이 도핑되어, 특정 파장의 자외선을 효율적으로 가시광선으로 전환할 수 있도록 설계되어 있습니다. 이 과정은 광자의 에너지 상태 변화와 관련된 양자역학적 원리에 기반을 두고 있으며, 물질의 전자 구조와 밀접하게 관련되어 있습니다.