최신 과학 지식을 접하는
가장 똑똑한 방법!

반짝반짝 빛나는 조명을 만들어라!

2017년 12월 13일 17:00

“종소리 울려라~, 종소리 울려~.”

 

섭섭박사님은 크리스마스를 맞아 친구들을 초대해 파티를 열었어요. 맛있는 음식과 신나는 크리스마스 캐럴, 화려한 조명으로 파티의 분위기를 한껏 살렸지요. 그런데 갑자기 정전이 되는 바람에 사방이 어두컴컴해졌어요!

 

섭섭박사님은 이대로라면 파티를 망칠 수도 있다는 걱정이 들기 시작했어요. 어떻게 하면 크리스마스 파티를 환하게 밝힐 조명을 만들 수 있을까요?

 

이미지 확대하기어린이과학동아, GIB 제공
어린이과학동아, GIB 제공

섭섭박사의 힌트

조명은 어떻게 빛을 낼까?


햇빛이 아닌 인공적인 빛을 만들어 주위를 밝게 비추는 것을 ‘조명’이라고 해요. 조명은 어두운 밤을 밝혀주고, 주위 풍경을 아름답게 만들어 주기도 하지요. 현재는 백열등, 형광등, LED 등 매우 다양한 조명들이 사용되고 있어요. 그렇다면 조명은 어떻게 빛을 내는 걸까요?

 


힌트 하나. 형광등이 빛나는 원리는?


형광등은 주변에서 가장 흔하게 볼 수 있는 조명이에요. 진공 상태의 유리관에 들어 있는 수은과 아르곤 기체가 빛을 내는 원리지요. 이때 나오는 빛은 맨눈으로 볼 수 없는 자외선이에요. 그래서 형광 물질을 이용하지요.


형광 물질은 외부의 빛을 흡수한 뒤, 고유의 색으로 바꿔서 빛을 내는 성질이 있어요. 이 빛을 ‘형광’이라고 하지요. 형광등 속의 형광 물질이 자외선을 흡수해서 우리가 볼 수 있는 가시광선의 빛을 내는 거예요. 형광 물질의 종류에 따라 백색, 주황색, 녹색, 청색 등 여러 색깔의 빛을 얻을 수 있답니다.

 

힌트 둘. 화학반응을 이용해 빛을 내라!


드라마에서 과학수사대가 범인이 남긴 흔적을 찾기 위해 범죄 현장 곳곳에 약품을 뿌리면, 옷이나 신발 등에서 푸른색의 빛이 나오는 장면을 본 적이 있을 거예요. 여기서 과학수사대가 사용한 약품은 ‘루미놀’이라는 물질이에요. 루미놀은 혈액과 만나면 푸른색 빛을 내지요.


이처럼 서로 다른 물질들이 만나 화학 반응을 통해 빛을 내는 것을 ‘화학 발광’이라고 해요. 화학 발광은 자연에서도 찾아볼 수 있어요. 반딧불이가 빛을 내는 반응이 바로 화학 발광이에요. 몸속의 ‘루시페린’이라는 단백질이 산소와 만나서 초록색의 빛을 낸답니다.

 

실험 방법

조명을 만들어 보자!

※ 실험할 때는 꼭 보호 장비를 착용하고, 안전에 유의하세요!


<어린이과학동아>의 독자들이 조명을 만들고 싶은 섭섭박사님을 위해 여러 가지 아이디어를 내 주었어요. 블로그와 홈페이지에 올라온 다양한 방법 중 몇 개를 뽑아서 직접 실험해 보았지요. 섭섭박사님은 과연 조명을 만들어 크리스마스 파티를 즐겁게 보낼 수 있을까요?

 


실험 방법 하나. 형광펜으로 만드는 라바 램프!
제안 독자 : 김제이, 이서원

 

이미지 확대하기어린이과학동아 제공
어린이과학동아 제공

준비물 : 형광펜, 송곳, 스마트폰, 물, 컵, 페트병, 식용유, 발포 비타민, 비닐장갑
➊ 형광펜에서 꺼낸 심지를 물에 녹인다.
➋ 컵에 든 물을 페트병으로 옮기고, 식용유를 3/4 정도 붓는다.
➌ 발포 비타민을 깨서 페트병에 넣는다.
➍ 불을 끈 뒤, 스마트폰의 플래시를 켜고 그 위에 페트병을 올려놓는다.

 

 

 


원리

물과 기름은 서로 섞이지 않아 층이 생긴다. 이때 물의 밀도가 기름보다 커서 물이 아래층에 놓인다.


여기에 발포 비타민을 넣으면 물에 녹으면서 거품이 난다. 발포 비타민 속 탄산수소나트륨이 물과 반응해 이산화탄소를 만들기 때문이다. 이산화탄소는 밀도가 낮아서 물방울과 함께 기름 위로 떠오르게 된다. 물방울이 맨위까지 올라오면 이산화탄소는 날아가고 물은 다시 가라앉는다. 이 현상이 반복되는 것이 ‘라바 램프’다.


이때 불을 끄고 스마트폰 플래시를 비추면 밝게 빛이 난다. 형광펜 속의 형광물질이 스마트폰에서 나온 빛을 흡수해 다시 빛을 내보내기 때문이다.

 


실험 방법 둘. 야광봉으로 만드는 조명!
제안 독자 : 이태윤, 진예찬

 

이미지 확대하기어린이과학동아 제공
어린이과학동아 제공

준비물 : 야광봉, 유리병, 비닐장갑, 칼, 가위, 송곳, 종이컵, 휴지
➊ 야광봉의 한쪽 끝을 칼로 자르고 과산화수소를 컵에 모은다.
➋ 형광 물질이 든 유리관을 조심스럽게 깨서 내용물을 유리병에 붓는다.
➌ 과산화수소가 든 컵을 유리병에 넣고 흔들어 준다.
➍ 야광팔찌를 구부린 뒤 끝부분을 잘라서 유리병 벽에 묻히고 불을 끈다.

 

 

 


원리

야광봉은 화학발광을 이용해 만든 대표적인 발명품이다. 야광봉의 플라스틱 막대기를 자르면 투명한 액체가 담겨 있는 것을 볼 수 있다. 바로 ‘과산화수소’다. 그리고 플라스틱 막대기 안에 들어 있는 유리관에는 노란색을 띠는 형광 물질과 ‘다이페닐 옥살레이트’가 합쳐진 용액이 들어 있다. 이 용액을 과산화수소와 섞으면 화학 반응이 일어나면서 빛이 나게 된다.


공연장이나 파티 등에서는 이 반응이 일어나게 하기 위해 야광봉과 야광팔찌를 구부려서 사용한다. 야광봉과 야광팔찌를 구부리면 ‘딱’ 하는 소리와 함께 유리관이 깨진다. 이때 과산화수소와 형광 용액이 섞여 밝게 빛이 난다.


주의 : 이 화학 반응에서는 적은 양이지만 ‘페놀’이라는 유독성 물질이 나옵니다. 페놀은 피부에 자극을 줄 수 있기 때문에 반드시 장갑을 끼고 실험 하고, 몸에 닿지 않게 주의 하세요!

 

이미지 확대하기어린이과학동아 제공
어린이과학동아 제공

2018년 새해 미션

<도전! 섭섭박사 실험실>에 재미있는 실험을 제보해 주세요!


새해를 맞아 <도전! 섭섭박사 실험실>이 새 단장을 할 예정이에요. 그래서 섭섭박사님은 지금 머리를 싸매고 실험 목록을 새롭게 만들고 있지요. 재미있는 실험을 찾기 위해서는 여러분의 도움이 필요해요! 평소에 해 보고 싶었던 실험이 있거나, 섭섭박사님이 보여 줬으면 하는 실험이 있나요?

 

다양한 실험들을 어린이과학동아 홈페이지(kids.dongascience.com) 공지사항에 덧글로 올려주세요! 재미있는 실험을 제안한 친구들에게는 선물을 드립니다.

 

메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

관련기사

인기기사

댓글

댓글쓰기

관련 태그 뉴스