2-14) 빛과 색 용어와 의미, 색온도

 

색온도란 흑체(black body)의 온도가 올라가면서 나오는 빛의 색과 동일한 색에 대하여 흑체의 온도를 적용한 값입니다. 흑체는 빛을 포함한 모든 전자기파를 흡수하고, 온도가 높아지면 전자기파를 방출하여 열평형 상태, 즉 일정한 온도를 유지하는 이상적인 복사체입니다. 그리고 흑체로부터 복사되는 빛의 색깔은 온도에 의존을 하죠. 흑체의 온도가 섭씨 400도 이하에서는 주로 적외선을 방출하지만, 섭씨 400도 이상이 되면 가시광선이 나오기 시작하며, 온도가 올라갈수록 빛의 분광 에너지 분포가 변화하여 색도 변화합니다. 흑체로부터의 색과 임의의 색을 매칭시킨 후 흑체의 온도값을 부여하면 그 색의 온도, 즉 색온도가 얻어집니다.

 

 

흑체와 복사, 그리고 색온도

 

일례로 타고 있는 불 속에 검은색의 탄을 집어넣으면, 처음에는 붉은색을 띠다가, 연소가 되어 탄의 온도가 올라가면서 푸른빛을 띈 흰색이 됩니다. 이는 온도와 색의 변화를 보여주는 일례입니다. 태양 표면의 색은 약 5,780K의 흑체가 내는 복사 에너지 스펙트럼과 유사하여 태양의 표면 온도를 추정하기도 합니다. 그리고 촛불은 1,000K, 텅스텐 램프는 3,200K, 형광등은 6,600K 정도이며, 우리가 바라보는 태양은 2,000~7,000K 범위의 색온도를 갖는데, 일출이나 일몰의 태양은 2,000K, 정오의 태양은 5,500K 정도로 위치에 따라 변합니다. 이와 같이 붉은색 계통의 광원일수록 색온도가 낮고, 푸른색 계통일수록 색온도는 높아집니다. 즉, 온도가 낮으면, 가시광선이 아닌 적외선이 방출되며 온도가 올라갈수록 붉은색에서 노란색, 흰색으로 변하며 온도가 아주 높으면 푸른색에 가까워집니다. 붉은 빛을 내는 별보다 푸른 빛을 띠는 별은 더 뜨겁게 타고 있습니다.

 

 

 

 

 

이러한 색온도는 조명의 색을 표현하는데 유용하며, 실제 조명에서는 완전한 흑체 복사가 이루어지지 않으므로 상관 색온도(correlated color temperature)를 사용합니다. 상관 색온도를 이용하면 조명의 색을 정확히 표현할 수 있습니다. 다만, 전문가가 아닌 일반 소비자가 색온도를 이해하고 조명을 선택하는 것은 쉽지 않은 일이죠. 그래서 일반인들을 위해 주광색, 백색, 은백색 등과 같이 색의 이름을 정하여 조명의 색을 표현합니다.

 

 

 

색온도와 디스플레이

 

 

 

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# 더! 생각해보기

a. 흑체, 가열의 온도, 그리고 색에 대해 보다 과학적으로 정리해보자

b. 색온도는 조명과 디스플레이에서 각각 어떤 작용을 하고 영향을 줄까

 

# 수식과 이론, 퀴즈

 

Fr. 1-15) 그 외의 자발광 기구와 디스플레이 응용

 

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2-14. 빛과 색 용어와 의미, 색온도-복사.pdf

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