학문
불멍 오로라 가루는 어떤 원리로 빛을 내는건가요?!
캠프파이어 할때 사용하는 오로라 가루는 어떤 원리로 불과, 산소에 닿게 되면 색을 변하게 되는건가요?또 자체에서 색이 변하는데, 어떠한 원리에서 오로라 빛 색을 내게 되는건지 궁금합니다!!
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안녕하세요.
캠프파이어에 사용하는 오로라 가루는 불꽃 속에서 여러 가지 색을 나타내는데요, 이는 금속 원소의 불꽃 반응과 전자 에너지 준위 전이와 관련이 있습니다.
오로라 가루에는 주로 금속염이 섞여 있는데요, 염화나트륨(NaCl), 염화구리(CuCl₂), 염화스트론튬(SrCl₂)과 같은 화합물들이 혼합되어 있기 때문에, 불에 넣으면 다양한 색의 불꽃이 동시에 나타나 오로라처럼 보이게 되는 것입니다.
이때 금속 원소는 각각 고유한 전자 에너지 준위를 가지고 있는데요, 불꽃이 닿으면 온도가 수백에서 수천 도까지 상승하면서 금속 이온 내부의 전자들이 들뜬 상태로 올라갑니다. 그 후, 들뜬 전자가 다시 바닥 상태로 내려오면서 에너지 차이에 해당하는 빛을 방출하게 되며 이때 방출되는 빛의 파장은 원소마다 다르기 때문에, 각각 고유의 불꽃색을 보이는 것입니다.예를 들어 구리의 전자는 특정 에너지 간격을 갖고 있어서 청록색 파장을, 스트론튬은 적색 파장을 방출합니다. 또한 오로라 가루가 타면서 색이 계속 변하는 이유는 온도 변화 때문인데요, 불꽃의 온도 분포가 일정하지 않기 때문에, 어떤 영역에서는 구리가 주로 타서 청록색을 내고, 다른 영역에서는 스트론튬이 타서 붉은색을 냅니다. 감사합니다.