광선치료의 적용 원리

유리가 자외선등을 제조하는 데 이용되지 않는 이유는?

1 열에 대한 내구성이 좋다.
2 유리는 자외선을 파괴하기 때문이다.
3 3,200 Å 이상의 파장을 흡수해 버린다.
4 3,200 Å 이하의 파장을 흡수해 버린다. ✓ 정답
5 3,200 Å 이상의 파장만 통과시켜 버린다.

해설

유리가 자외선을 흡수(적외선의 생리학적 효과 참조)

같은 주제 다음 문제광선 치료 중 붉은색 등으로 열치료에 사용되는 것은?이 문제가 수록된 문제집2026 Edition 코어 물리치료사 패키지 Full-Pack99,000원 · 무료 체험 가능

자외선등 제조에 유리가 적합하지 않은 이유는 유리의 자외선 흡수 특성 때문입니다. 일반적인 소다석회유리(soda-lime glass)나 붕규산유리(borosilicate glass)는 3,200 Å(320 nm) 이하의 단파장 자외선을 대부분 흡수해 버립니다. 자외선등이 살균이나 광화학 반응에 이용하려는 파장대는 주로 253.7 nm의 UVC 영역인데, 이 파장이 유리를 투과하지 못하면 램프 외피 재료로 기능할 수 없습니다.

자외선등의 외피는 발생한 자외선을 외부로 방출해야 하므로, 자외선 투과율이 높은 석영유리(quartz glass)나 특수 유리가 필요합니다. 일반 유리는 철분이나 기타 불순물, 그리고 유리 구조 자체의 밴드갭(bandgap) 특성 때문에 320 nm 이하 파장에서 흡수가 급격히 증가합니다. 이 때문에 자외선 살균등(germicidal lamp)은 석영관을 사용하고, 형광등처럼 내부에 형광체를 바른 일반 유리관은 자외선이 밖으로 나가지 못하도록 차단하는 구조가 됩니다.

근거 자료에서도 유리의 자외선 흡수 거동이 확인됩니다. 산소 결손 결함(oxygen deficiency center, ODC)을 가진 실리카 유리 광섬유에서 248 nm 부근의 자외선 흡수가 관찰되었고, 이 흡수는 희토류 이온 농도와 연관되어 나타났습니다 ^[2]. 이는 유리 내 결함 구조와 조성이 자외선 흡수에 직접 관여함을 보여줍니다. 또한 UVC 영역(100–280 nm)의 발광 재료를 개발하는 연구에서도 유리 조성을 조절해 자외선 흡수와 발광 특성을 제어하려는 시도가 이루어지는데, 이는 일반 유리가 본래 UVC를 투과시키기 어렵다는 전제를 반영합니다 ^[3].

혼동 주의! 3,200 Å을 기준으로 '이상'과 '이하'를 반대로 기억하기 쉽습니다. 자외선은 파장이 짧을수록 에너지가 크고, 유리는 짧은 파장(320 nm 이하)을 흡수합니다. 따라서 '3,200 Å 이상의 파장을 흡수한다'는 표현은 틀립니다. 핵심! 자외선등 제조에는 320 nm 이하 자외선을 투과시키는 석영유리가 사용되며, 일반 유리는 이 파장대를 흡수해 차단합니다.

참고 문헌 (논문 출처)

[2]
Linkage of oxygen deficiency defects and rare earth concentrations in silica glass optical fiber probed by ultraviolet absorption and laser excitation spectroscopy.일반논문Liu YS, Galvin TC, Hawkins T, Ballato J, Dong L, Foy PR (2012) · DOI: 10.1364/OE.20.014494
[3]
Ultraviolet‑C Upconversion Luminescence of Pr3+-Doped Fluorophosphate Glass.일반논문Takayama K, Kitagawa Y, Shinozaki K (2025) · DOI: 10.1021/acsomega.5c02393

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