우리가 살아가는 건물에서 자주 보게되는 유도등. 사실 그동안 무심결에 지나쳤겠지만 지금부터 관심을 가져보자. 자세히 보니 유도등에 색깔이 있다. 무슨 색인가 살펴봤더니 흰색과 녹색으로 되어 있다. 여기서 궁금증. 유도등은 왜 녹색일까? 유도등 색상에 담겨있는 과학의 원리를 알아보자.
유도등은 어떤 역할을 하는가?
가. 유도등이란
화재가 발생하면 건물 내부는 정전으로 인해 암흑 상태가 된다. 이 상황에서 피난을 하는 사람들이 피난구 또는 피난 방향을 인지할 수 있도록 안내해 주는 장치를 유도등이라 한다. 피난구 유도등은 녹색바탕에 백색문자로, 통로 유도등은 백색바탕에 녹색으로 피난 방향을 화살표로 표시하고 있다. 2선식이냐 3선식이냐에 따라 항상 켜져 있는 방식과, 화재나 정전시에만 켜지는 방식이 있다.
나. 유도등의 종류 및 설치 위치
유도등은 설치하는 장소에 따라 피난구 유도등, 통로유도등, 객석유도등으로 나누고 있다. 피난통로를 알게 해주고, 피난 방향을 지정해주며, 피난구의 위치를 알려주는 것이다. 유도등을 설치함에 있어 중요한 것은 유도등을 잘 보이는 위치에 설치하는 것이 중요하다. 거실에서 최초 대피하는 경우에 필요한 거실통로 유도등은 서있는 상태에서 유도등이 보여야 하므로 1.5m 이상의 위치에 설치하고, 자세를 숙이고 피난하는 통로와 계단에는 낮은 자세의 눈높이인 1m 이하에 유도등이 있어야 한다. 그리고 멀리서도 비상구의 출입문 위치가 식별될 수 있어야 하므로 피난구 유도등은 피난구의 바닥에서 1.5m 이상의 높이에 설치한다.
퍼킨제 효과가 무엇인가요?
가. 퍼킨제 효과의 의미
퍼킨제 효과(Purkinje Effect)란 밝은 곳에서 같은 밝기로 보이는 청색과 적색이, 어두운 곳에서는 청색이 적색보다 더 밝게 보이는 현상을 말한다. 밝은 곳에서는 같은 밝음으로 보이나, 조도를 낮추면 장파장인 적색은 어둡게 보이게 되고, 단파장인 녹색은 빛에 대해 감도가 올라가기 때문이다. 낮에 보이는 빨간 꽃잎이 밤에는 검은 색으로 보이는 원리라고 보면 된다. 참고로 Purkinje를 읽는 방법에 따라 푸르키네 효과라고 부르기도 한다.
나. 빛의 변화에 따른 눈의 변화
우리가 눈으로 사물을 보고 색깔을 구별할 수 있는 것은 눈의 시세포 덕분이다. 시세포에는 원추세포와 간상세포가 있다. 원추세포는 주로 색상을 인지하며 낮에 활약한다. 그리고 붉은 색에 반응성이 좋다. 간상세포는 명암을 구분하는데 특화되어 있고 빛이 약한 밤에 활약하며, 초록색 그리고 파란색에 반응성이 좋다. 간상세포가 원추세포보다 백배 넘게 민감한데 그 이유는 어두운 밤에 미세한 빛만으로도 주변 환경과 사물을 받아들이기 위함이다.
암순응을 위한 비시감도 이동
가. 명순응과 암순응을 살펴보자
명순응(Light Adaption)이란 어두운 곳에서 밝은 곳으로 나오는 경우에 해당하는 순응으로 소요시간은 1~2초 정도가 소요된다. 그 시간이 지나면 밝은 빛에 순응한다는 뜻이다. 추상체에 의하여 빛의 밝기에 적응하고 있는 것이다.
암순응(Dark Adaption)은 밝은 곳에서 어두운 곳으로 들어가는 경우의 순응으로 소요시간은 30초 정도이다. 간상체가 시야의 어두움에 적응하는 것을 말한다. (책이나 사이트에 따라 30초가 아닌 30분으로 설명하고 있는데, 경험상 30초가 맞을 것 같다) 암순응은 미세한 빛을 인지할 수 있는 시간이 필요하므로 명순응에 비해 시간이 오래 걸린다. 빛의 밝기에 따라 간상체와 추상체의 활동이 바뀌는 데는 시간적 차이가 존재한다.
나. 비시감도 이동에 따른 퍼킨제 효과
시감도(Visibility)는 빛의 파장에 따라 느끼는 밝음의 정도를 말하고, 최대 시감도에 대한 다른 파장에 대한 시감도의 비를 비시감도(Relative Visibility)라고 한다. 밝은 곳에서 명순응된 눈의 최대비시감도는 555nm이고, 어두운 곳에서 암순응된 최대비시감도는 약 510nm이다. 그런데 어두운 곳에 들어가면 암순응에 적응하고자 최대비시감도는 파장이 짧은 쪽으로 이동한다.
유도등의 색상을 녹색으로 한 이유
지금까지 퍼킨제 효과(Purkinje Effect)에 대해 설명했는데 이를 바탕으로 유도등의 색상이 녹색인 이유를 알아보자. 화재로 인해 정전이 발생하고 건물 내부에 빛이 약해지는 상황이 발생한다. 그러면 암순응이 필요하므로 명암을 식별하는 시세포인 간상체의 역할이 중요해 진다.
정전으로 어두운 상황이 발생하면 암순응에 적응하고자 최대비시감도는 파장이 짧은 쪽으로 이동한다. 즉 어두운 곳에서 암순응된 최대비시감도는 청색이나 녹색에 유리한 510nm쪽으로 이동한다. 이러한 원리로 간상체는 어둠 속에서 청색 또는 녹색의 빛에 더 민감하게 반응하므로 유도등의 색상을 녹색으로 하고 있다. 화재가 발생했을때 정전으로 인한 어둠 속에서도 우리가 유도등을 쉽게 인지할 수 있도록 녹색을 사용하는 것이다.
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