형광등 끄면 잠깐 빛나다 꺼지는 이유 — 잔광의 정체

형광등 스위치를 딱 끄는 순간, 완전히 어두워지기 전에 아주 짧게 은은한 빛이 남아있는 걸 본 적이 있을 것이다. 순간적인 착시인가 싶지만 실제로 일어나는 현상이다. 형광등 내부의 형광체가 빛을 저장했다가 서서히 방출하는 성질 때문에 생기는 잔광이다.

1. 형광등이 빛나는 기본 원리

형광등 내부에는 수은 증기가 들어있다. 전류가 흐르면 수은 원자가 자외선을 방출하는데, 자외선은 눈에 보이지 않는다. 이 자외선이 형광등 유리관 안쪽에 코팅된 형광체(phosphor)에 부딪히면 형광체가 그 에너지를 흡수했다가 가시광선으로 바꿔 방출한다. 우리가 보는 하얀 빛은 사실 이 형광체가 만들어낸 빛이다.

2. 형광체가 에너지를 즉시 다 내놓지 않는다

형광체는 흡수한 에너지를 100% 즉시 방출하지 않는다. 일부 에너지는 형광체 결정 구조 안에 붙잡혀 있다가 전원이 끊긴 뒤에도 서서히 빠져나오면서 짧게 빛을 낸다. 이 현상을 인광(phosphorescence)이라고 하며, 야광 스티커가 어둠 속에서 빛나는 것도 같은 원리다. 형광등의 잔광은 이 인광 효과가 아주 약하고 짧게 나타나는 것이다.

3. LED는 왜 잔광이 없는가

LED는 형광등과 발광 원리 자체가 다르다. LED는 반도체 접합부에 전류가 흐르는 즉시 빛을 내는 전계발광(electroluminescence) 방식이라 형광체의 에너지 저장 과정이 없다. 그래서 스위치를 끄면 거의 즉시 빛이 사라진다. 형광등에서 LED로 조명을 교체한 뒤 이 잔광 현상을 더 이상 못 봤다면 바로 이 원리 차이 때문이다.

마무리하며

형광등을 끈 뒤 남는 짧은 빛은 고장이나 착시가 아니라 형광체가 저장해둔 에너지를 마저 방출하는 인광 현상이다. LED로 바뀌면서 점점 보기 어려워진 현상이라, 아직 형광등을 쓰는 공간이 있다면 한 번쯤 스위치를 끄고 유심히 관찰해봐도 재미있는 경험이 될 것이다.

참고 자료: 한국조명연구원(kilt.re.kr)