적색만이 네온사인

 

도심의 밤거리는 갖가지 빛깔의 네온사인으로 장식돼 있다. 도대체 이 네온사인의 휘황찬란한 빛깔의 비밀은 무엇일까.
형광등과 마찬가지로 기체 속의 방전에 의한 발광을 이용한 네온관은 속에 넣은 기체의 종류에 따라 여러 가지 색으로 발광한다. 즉, 네온에서는 적색, 아르곤에서는 자주색, 수은에서는 청록색이 된다. 그러므로 정확히 말한다면 적색만이 네온사인으로, 청록색의 경우는 네온사인이 아니라 ‘수은사인’이라고 해야 옳은 표현일 것이다. 그런데도 네온사인으로 일반화된 것은 네온을 넣은 적색의 것이 많기 때문이다.
네온관은 지름 12~15㎜의 가늘고 긴 유리관 양끝에 구리 및 쇠로 된 원통 모양의 전극을 붙여놓은 것으로, 방전의 원리는 형광등과 같지만 관이 길어 방전관에 가하는 전압을 높게 해야 하며, 점등을 개시할 시에 관 길이 1m당 약 1천 볼트의 고전압이 요구된다.
또한, 방전전류를 일정 값으로 안정시키기 위해 안정기를 겸한 자기누설(磁氣漏泄) 변압기,즉 네온 트랜스를 사용하는데, 이 네온 트랜스는 철심(鐵心)의 구성을 고안해 2차 전류가 증가한 경우, 2차 전압을 급격히 떨어뜨려 전류가 감소되도록 한다.
방전에 의해 발광이 일어나는 이유는 다음과 같다.
수은주(水銀柱) 안에 수 ㎜의 압력으로 기체를 봉입한 다음 방전관내의 전극 사이에 전압을 가하면 전극 사이는 몇 개로 구분돼 발광하는데, 이 방전을 글로우 방전이라고 한다. 제일 빛이 잘 나는 부분을 양광주(陽光柱), 음극 가까이에서 빛이 변한 부분을 음(陰)글로우라고 하며, 네온관은 글로우 방전의 양광주를 이용한 것이다.
방전관 속에서는 음극에서 양극을 향해 전자가 흐르는데, 그 도중 네온이나 아르곤의 기체 원자와 충돌하여 에너지가 높은 상태로 된다. 이것을 여기(勵起)라고 한다. 이 때 기체 원자는 전자가 1개 튀어나와서 양이온이 되고, 이 양이온이 곧 전자와 충돌 및 재결합해 에너지가 낮은 본래의 상태(기저 상태)로 돌아가는 것이다. 그 차액의 에너지가 빛이 돼 방출되며, 차액 에너지의 크기는 기체에 따라 다르고, 그것에 의한 방사광(放射光)의 색이 변하게 된다.

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 적색만이 네온사인