위조 방지 문양이 빛을 비추면 나타나는 이유는 무엇인가요?

Question

여권이나 지폐에 육안으로 보이지 않던 문양에 자외선 조명을 비추면 또렷하고 화려한 형광 색상이 나타나는 것을 볼 수 있는데요. 위조 방지 문양이 빛을 비추면 나타나는 이유는 무엇인가요?

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안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

여권이나 지폐의 위조 방지 문양이 자외선 아래에서 빛나는 이유는 특수 형광 물질이 자외선의 에너지를 흡수한 뒤, 이를 사람이 볼 수 있는 가시광선 형태로 바꿔서 다시 방출하기 때문입니다. 이와 관련하여 자세히 설명해 드릴게요.

위조 방지 문양에는 자외선에 민감하게 반응하는 특수 형광 잉크를 사용합니다. 자외선은 사람의 눈에 보이지 않지만, 가시광선보다 파장이 짧고 에너지가 강하며, 자외선 조명을 비추면 형광 물질 속 전자가 이 높은 에너지를 흡수해 에너지가 높은 들뜬 상태로 올라갑니다. 들뜬 상태의 전자는 매우 불안정하므로 순식간에 원래의 안정된 바닥 상태로 돌아가면서 흡수했던 에너지를 다시 빛의 형태로 방출하는데, 이때 약간의 에너지가 열 등으로 손실되면서 자외선보다 에너지가 낮고 파장이 길어진 가시광선의 빛을 방출하면서 우리 눈으로 볼 수 있게 됩니다. 평소 일반적인 햇빛이나 실내조명은 가시광선 위주이기 때문에, 특수 형광 잉크를 자극할 만큼의 자외선 양이 부족합니다. 또한 이 잉크는 가시광선을 반사하지 않고 그냥 통과시키도록 설계되어 있어 평상시에는 투명하거나 보이지 않습니다.