철을 달구면 왜 빨갛게 변할까요? / 철을 달구면 왜 붉게 변할까?

물체가 가열되면 붉어지는 현상은 주로 백열현상에 기인합니다.

백열현상은 뜨거운 물체에 의해 가시광선이 방출되는 것입니다. 금속이나 백열 전구의 필라멘트와 같은 물체가 고온으로 가열되면 다양한 색상의 빛을 방출하며, 빨간색은 일반적으로 관찰되는 색상 중 하나입니다. 이러한 현상이 발생하는 이유는 다음과 같습니다:

흑체 복사

물체는 온도에 따라 전자기 복사(빛)를 방출합니다. 이 현상은 플랑크의 흑체 복사 법칙에 의해 설명됩니다. 물체의 온도가 올라가면 물체가 방출하는 복사의 세기도 커지고 방출되는 빛의 최대 파장은 더 짧은 파장으로 이동합니다.

색과 온도

뜨거운 물체에 의해 방출되는 빛의 색은 온도에 따라 달라집니다. 붉게 뜨거운 금속 조각이나 백열 전구의 필라멘트와 같이 비교적 낮은 온도에 있는 물체는 우리의 눈에 붉게 보이는 주로 긴 파장의 낮은 에너지의 가시광선을 방출합니다. 온도가 더 증가함에 따라 방출된 빛은 더 짧은 파장으로 이동하여 결국 노란색이 되고, 그 다음에는 흰색이 되고, 마지막으로 온도가 계속 상승함에 따라 파란색이 됩니다.

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가시 범위

우리의 눈은 약 400 나노미터 (자외선/파란색)에서 700 나노미터 (빨간색) 범위의 가시 스펙트럼에서 빛에 가장 민감합니다. 물체의 온도가 붉은 빛에 해당하는 범위 안에 들어갈 때(섭씨 700-800도 또는 화씨 1292-1472도), 우리에게는 붉은 색으로 보입니다.

정리하면, 물체를 고온으로 가열하면 백열로 인해 가시광선을 방출하게 되는데, 물체의 온도에 따라 방출되는 빛의 색이 달라지는데, 적색은 낮은 온도에서 흔히 관찰되는 색으로, 온도가 높아짐에 따라 방출되는 빛이 더 짧은 파장으로 이동하여 다른 색을 띠게 됩니다.