텅스텐 램프 (Tungsten Lamp) 와 적외선 램프 (Infrared ray Lamp)란?
텅스텐 램프 (Tungsten Lamp)
에디슨에 의해 탄소를 필라멘트로 한 전구가 발명된 이래, 많은 필라멘트 재료가 연구되어, 마침내 고온에 견디는
텅스텐 필라멘트가 발명됨으로써 전기조명의 기초가 확립되기도 하였다.
텅스텐은 녹는점이 3,400℃로 탄소 다음으로 높고, 고온에서 사용해도 증발이 적으며, 또 가느다란 필라멘트 모양으로
쉽게 가공할 수 있는 이점이 있다.
전구 내부는 20 W 이하의 것에서는 진공이지만, 그 이상의 것에는 질소와 아르곤의 혼합가스가 들어있다.
필라멘트의 모양은 코일 모양 또는 2중 코일 모양으로 하여 증발을 적게 하고, 전도나 대류에 의한 열손실을 적게 하고
있다. 정규전압에서 사용할 때의 필라멘트의 온도는 2,000 ~ 2,500℃이다.
형광등이 발명되어 텅스텐 램프는 형광등 분야로 대치되었고 빛이 부드러워서 보통은 조명분야에서 중요한 위치를
유지하고 있다.
적외선 램프 (Infrared ray Lamp)
가시광선보다 파장이 길며, 0.75μm에서 1mm 범위에 속하는 전자기파를 이용한 램프이다.
햇빛이나 백열된 물체로부터 방출되는 빛을 스펙트럼으로 분산시켜 보면 적색 스펙트럼의 끝보다 더 바깥쪽에 있으
므로 적외선이라 한다.
파장 0.75~3μm의 적외선을 근적외선, 3~25μm의 것을 단순히 적외선이라 하며, 25μm 이상의 것을 원적외선이라 한다.
가시광선이나 자외선에 비해 강한 열작용을 가지고 있는 것이 특징이며, 이 때문에 열선이라고도 한다.
태양이나 발열체로부터 공간으로 전달되는 복사열은 주로 적외선에 의한 것이다. 공업용이나 의료용으로 사용하기
위한 것으로, 강한 적외선을 방출하는 적외선 램프가 있다.
보통의 텅스텐 백열전구로부터의 빛도 대부분 적외선이며, 가시광선은 발광에너지 총량의 2~3%에 불과하다.
텅스텐 필라멘트전구는 약 3.5μm까지의 근적외선원일 뿐이며, 보다 넓은 파장영역의 적외선원으로는 가열된 흑체
(0~3,300℃)와 네른스트전구가 있다.
네른스트전구는 30μm까지의 적외선을 방출하며, 실험실의 기준 적외선원으로 많이 쓰인다.
또 매우 높은 단색성과 강도를 가진 적외선 레이저가 연구용, 공업용, 의료용의 적외선원으로 활용되기도 한다.
0.83μm(GaAs반도체 레이저), 1.3μm, 1.06μm(Nd-YAG 또는 Ndglass 레이저), 2.8μm(HF 레이저), 5μm(CO 레
이저), 10.6μm(CO2 레이저), 16μm(SF6 레이저)을 방출하는 적외선 레이저를 비롯하여, 수십에서 수백 μm 원적외선
영역에 발진파장을 가지는 H2O, D2O, HCN, 에탄올 레이저 등이 대표적인 적외선 레이저이다.
적외선이 강한 열효과를 가지고 있는 것은 적외선의 주파수가 물질을 구성하고 있는 분자의 고유진동수와
거의 같은 정도의 범위에 있기 때문이다.
이는 물질에 적외선이 부딪히면 전자기적 공진현상을 일으켜 적외광파의 에너지가 효과적으로 물질에 흡수되는 것에
기인한다. 특히 액체나 기체상태의 물질은 각각의 물질에 특유한 파장의 적외선을 강하게 흡수한다.
이 흡수 스펙트럼을 조사하여 물질의 화학적 조성, 반응과정, 분자구조를 정밀히 추정하는 수단으로 쓰는데, 이것을
적외선 분광분석이라 한다.
또, 적외선은 파장이 길기 때문에 자외선이나 가시광선에 비하여 미립자에 의한 산란효과가 적어서 공기 중을 비교적
잘 투과한다.
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