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수려한집게벌레191
투명한 유리를 옆면에서 보면 녹색을 띠는 이유가 무엇인가요?
투명한 유리를 옆면에서 보면 녹색을 띠는 이유가 무엇인지, 원료인 모래 속에 불순물로 포함된 철 이온과 관련하여 상세하게 설명해 주세요.
3개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
투명한 유리를 보았을 때 간혹 초록색을 띄는 경우가 있는데 이는 아시다싶이 유리속에 철분이 많이 포함되어 있기 때문입니다.
유리는 모래로 만들게 되는데 이 모래 속에 미량의 산화철이 불순물로 녹아 있는데 제조과정에서 에너지를 받아 이 산화철이 철 이온상태로 변화하게 됩니다.
철 이온은 가시광선의 영역중에서 붉은색 계열의 색을 잘 흡수합니다. 붉은색을 흡수하다보니 반대되는 색이 녹색이 반대로 보여지게 되기 때문에 유리를 보았을 때 초록색을 띄는 것 입니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)
안녕하세요.
질문해주신 것처럼 투명한 옆면처럼 두께 방향으로 길게 바라보면 녹색을 띠는 이유는 유리 원료인 모래 속에 미량으로 포함된 철 이온 때문입니다. 유리는 주로 이산화규소로 만들어지지만, 자연 상태의 모래에는 항상 소량의 철 성분이 불순물로 섞여 있는데요, 철 이온들은 빛의 특정 파장을 선택적으로 흡수하는 성질을 가지고 있으며 특히 가시광선 중에서 붉은색 영역의 긴 파장을 더 많이 흡수하는 경향이 있습니다. 결과적으로 상대적으로 녹색과 청록색 계열의 빛이 더 많이 통과하게 되어, 우리 눈에는 유리가 옅은 녹색을 띠는 것처럼 보이게 됩니다. Fe³⁺ 이온 역시 자외선이나 일부 파장을 흡수하면서 색감에 영향을 주지만, 실제로 녹색 기운을 만드는 데에는 Fe²⁺의 역할이 더 크게 작용합니다. 또한 정면에서 볼 때는 빛이 통과하는 경로 길이가 짧기 때문에 이러한 선택적 흡수가 눈에 띄지 않는데요, 옆면처럼 유리의 두께 방향으로 길게 보면, 빛이 유리 내부를 통과하는 거리가 길어지면서 철 이온에 의한 흡수가 누적됩니다. 이로 인해 붉은색 성분이 점점 더 많이 제거되고, 결국 녹색 계열의 빛만 상대적으로 남아 더 뚜렷한 녹색으로 보이게 되는 것입니다. 감사합니다.
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
투명한 유리를 옆면에서 보았을 때 짙은 녹색이 나타나는 이유는 유리의 주원료인 규사, 즉 모래 속에 포함된 이산화철이라는 불순물 때문입니다. 유리를 정면에서 볼 때는 두께가 얇아 빛의 흡수가 적으므로 투명해 보이지만, 옆면에서 볼 때는 빛이 유리 내부를 통과하는 거리가 매우 길어져 불순물에 의한 빛의 흡수 현상이 극명하게 드러나게 됩니다.
화학적으로 유리를 제조하는 과정에서 철 성분은 주로 이가 철 이온과 삼가 철 이온 상태로 존재하게 됩니다. 이 중에서 특히 이가 철 이온은 가시광선 영역 중 붉은색과 적외선에 가까운 긴 파장의 빛을 강하게 흡수하는 특성을 가지고 있습니다. 백색광이 유리를 길게 통과하면서 붉은 계열의 빛은 철 이온에 의해 흡수되어 사라지고, 그 보색 관계에 있는 녹색 계열의 빛만 남아서 우리 눈에 도달하게 되는 것입니다.
무기 재료적 관점에서 볼 때, 이 철 이온은 유리 격자 구조 내에서 빛 에너지를 받아 전자가 전이되는 과정을 거치며 특정 파장을 선택적으로 걸러내는 필터 역할을 수행합니다. 만약 철 성분을 완전히 제거하거나 특수 공정을 통해 철의 산화 상태를 조절한다면, 흔히 말하는 백유리처럼 옆면까지 투명한 유리를 만들 수 있습니다. 결국 우리가 흔히 보는 유리의 녹색 테두리는 자연 상태의 모래가 품고 있던 철분이라는 불순물이 긴 광학적 경로를 통해 자신을 드러낸 결과라고 할 수 있습니다.