용도에 따른 자외선등의 선택

2019.01.15과학

(쓰는 중인 글입니다.)

1. 자외선은 눈에 보이는가?

자외선은 일반적으로 인간이 볼 수 없는 것으로 알려져 있으나, 인간 눈의 원추세포는 자외선을 감지할 수 있다고 한다. 다만 수정체가 자외선을 대부분 흡수해서 보이지 않을 뿐이다.

그래서 백내장 수술로 수정체를 제거한 경우나 선천적으로 수정체가 없는 경우에는 자외선을 볼 수 있다. 그리고 수정체는 나이를 먹을수록 자외선 흡수율이 높아져서 자외선을 많이 차단하게 된다. 어린 아이나 청소년은 자외선을 볼 수 있다.

자외선은 3종류의 원추 세포가 모두 감지할 수 있으므로 흰색으로 보이거나 파란색에 민감한 S 원추세포(β세포)가 강하게 반응하여 파란색 또는 보라색으로 보이게 된다.

자외선등(燈) 역시 인간의 눈에 보이지 않는다. 그래서 블랙라이트(black light)라는 별명이 붙어 있다. 파란색 또는 보라색으로 보이는 것은 함께 방사되는 가시광선이다. 이 잔광을 제거하기 위해 필터를 부착한 제품도 있다.

흔히 형광색을 자외선의 색으로 생각하기도 하나 이것은 자외선이 아니라, 자외선의 높은 에너지 준위에 반응하는 발광을 보는 것으로, 발광체에 따라 다양한 색을 띠고 있다.

야시경 등에서 적외선을 가시광선으로 변환시켜 보여주는 것과 달리 자외선은 디지털 카메라 등에서 가시광선 영역으로 변환해주거나 저장하는 경우가 드물다.

2. 형광물질 확인의 경우

시중에서 형광물질 확인 용도로 판매되는 자외선등은 대략 다음과 같은 파장 범위로 나누어진다.

  • 405㎚
  • 390~400㎚, 395㎚ 제품이 대표적.
  • 380~390㎚, 385㎚ 제품이 대표적.
  • 365~375㎚, 365㎚ 제품이 대표적.

400㎚ 이상은 가시광선으로 분류되나, 405㎚, 415㎚ 심지어 450㎚ 제품도 자외선 제품으로 부르기도 한다. 이것은 이 파장 범위에서 반응하는 형광물질이 존재하기 때문이며, 특정 물질을 판별하는데에도 사용하기 떄문이다. 예를 들어 415㎚는 혈흔을 관찰하기 위해 사용된다.

360㎚ 이하는 형광물질이 반응을 하여도 육안으로 확인이 어렵다.

일부 제품 홍보물에서는 파장에 따른 제품들간의 우열이 있는것처럼 이야기하기도 하나 용도에 따른 선택을 하는 것이 필요하다.

파장이 길수록 주변이 잘 보이고, 파장이 짧을수록 주변이 잘 보이지 않는다. 405㎚의 경우는 보라색등을 켠 것과 큰 차이가 없으며, 400㎚는 보라색, 385㎚는 파란색으로 주변이 보이며, 365㎚의 경우는 어두운 파란색으로 보이고 발광하지 않는 주변의 다른 물체는 식별이 어려워진다.

주변을 식별할수 있느냐 없느냐는 실사용에서 생각보다 중요한 요소이다. 현장에서 넓은 범위를 비춰 사용해야 하는 경우는 주변 물체도 어느정도 식별이 가능해야 사용이 편한 경우가 많기 때문이다.

배경이 잘 보이면 발광 물체의 식별이 어렵기 때문에 긴 파장에서 발광을 명확하게 보기 위해선 더 밝은 자외선등이 필요해진다. 400㎚에서는 상당한 밝기의 자외선 광량이 있어야 명확하게 발광을 볼 수 있다. 반면 365㎚의 경우는 비교적 낮은 밝기의 자외선등으로도 발광체를 구분할 수 있다.

또한 파장이 짧을수록 에너지가 높아 인체에 해를 줄 수 있을 가능성이 높기 때문에 광량이 낮은 제품이 주로 판매된다. 반대로 밝은 제품은 파장이 긴 경우가 많다.

하나의 작업에서도 몇가지 종류의 파장을 사용할 수도 있다. 예를들어 현장감식 같은 경우 대략적인 위치를 찾는데는 파장이 긴 제품이나 특정 주파수의 제품을 넓은 범위에 비춰 사용하고, 구체적인 증거 수집을 위해서는 가장 낮은 파장의 제품을 이용해 정밀한 화상을 촬영할 수도 있다.

형광체의 구분을 더욱 명확하기 위해 자외선만 통과시키거나 일정 파장 이하의 빛만 통과시키는 저주파통과 필터(low pass filter)가 부착되어 있거나 옵션으로 판매하는 제품도 있다.

3. 접착제 고정의 경우

4. 소독의 경우

5. 해충 퇴치의 경우