자연조명과 색온도

인간이 만든 인위적인 조명이 아닌 자연조명과 조명의 색온도에 대해서 알아보겠습니다.

인간이 만든 조명에는 모든 자연조명 (태양광, 달빛, 별빛, 번개, 자연 불 등)의 빛을 모방하여 만든 빛입니다. 이러한 자연의 빛에 대해서 알아야 조명에 대하여 더욱 잘 알 수 있을 것입니다. 지금부터 자연조명의 대표적인 태양광에 대하여 알아보겠습니다.

 

주광 빛 : (Daylight) (주광색)
주광 빛이라고 하며 인간이 만든 조명에서는 주광색이라고 합니다. 색온도는 6500K 5700K가 있으며 다음 색온도 시간에 자세히 알아보겠습니다. 우리 인간의 생체리듬은 지구의 24시간의 주기에 따라 반응하며 움직이고 있습니다.
하루 동안의 빛의 변화를 살펴보면 태양이 떠오를 때 빛을 방사하여 새로운 하루의 시작을 알리고 이에 따라 사람의 생리적, 심리적 활력이 주어져 움직임이 활동적으로 변하고 그에 따라 감정의 변화가 생기게 됩니다. 태양이 지는 저녁시간에 따스한 오렌지색의 빛을 받으면 사람들은 활동적에서 점차 안정적으로 변화하게 되면서 편안함을 느끼며 활동이 완만하게 됩니다.

 

주광 빛 : (Daylight) (주광색)

 

그리고 태양이 사라져 밤이 되면 하루가 끝남을 인지하고 움직임 또한 조용하게 변하게 됩니다. 사람의 신체 감각 중 정보 수집의 약 90% 가 시각으로부터 이루어지기 때문에 이러한 태양빛의 변화는 사람의 생리적, 심리 변화에 상당한 영향을 미치게 되는 것입니다.

 

저녁노을 오렌지색 태양광

 

이러한 빛의 변화에 의해 낮 시간 동안 지표면에 도달한 태양광을 주광 (Daylight)이라 하며, 이 주광을 이용하여 물체나 공간을 조명하는 것을 주광조명 (Daylighting)이라 합니다.

우리가 조명을 사용할 때 아늑하고 편안하게 쉴 곳 (카페나 분위기 있는 레스토랑이나 고급 식당)에 태양의 따스한 저녁시간의 오렌지색을 사용하는 것도 이와 같은 원리입니다.

 

색온도 / Color Temperature

우리가 흔히 보는 태양의 빛이나 실내공간에서 사용하는 빛은 거의 색을 띠지 않지만 빛이 사물에 닿아 반사되면 다채로운 색을 띠게 됩니다. 1672년 영국의 물리학자인 뉴턴이 빛의 분산 및 혼합 실험을 통하여  햇빛에는 다양한 색을 지닌 빛들이 섞여 있다고 밝힘으로써 색에 대한 과학적 정의가 시작되었습니다.

 

처음으로 유리 프리즘을 사용해서 태양 광선을 7색으로 나눈 것은 아이작 뉴턴 D입니다. 뉴턴은 원형의 구멍으로부터의 빛을 사용했기 때문에 파장 분리의 정밀도는 좋지 않았습니다. 그 후 슬릿을 사용해서 좀 더 정밀도가 좋게 빛의 강도를 파장의 차례로 나눌 수 있게 되었습니다. 뉴턴이 살던 시대는 7을 완전한 숫자라고 생각해 가시광선을 빨주노초파남보의 7가지 색으로 나눈 것입니다.
사실은 그 사이사이마다 갖가지 색이 들어있습니다.

 

색온도의 범위

색은 사물 자체의 특성이 아닌 빛의 특성으로 봅니다. 즉, 빛에 대한 사물의 선택적 흡수가 가시 스펙트럼의 일부만을 반사 또는 투과시켜서 색을 느끼게 합니다. 예를 들어 물체가 빨갛게 보이는 것은 다른 색은 흡수하고 빨간색만을 반사하기 때문입니다. 대체적으로 검은색의 표면은 스펙트럼의 모든 색을 흡수하고 반면에 흰색의 표면은 모든 색을 반사합니다.

 

가시광선(Visble light)

가시광선(Visble light)

우리 눈은 빛의 파장에 따라 색을 다르게 인식하지만 파장이 일정한 범위를 벗어나게 되면 빛을 감지하지 못합니다. 대체로 파장이 400nm~700nm 범위의 빛을 특정한 색으로 잘 느낄 수 있어 이를 가시광선이라 합니다. 좁은 의미로서의 빛은 우리가 인지할 수 있는 가시광선을 말하고, 넓은 의미에서는 파장에 관계없이 전자기파 전체를 말합니다. 가시광선은 약하게라도 느끼는 파장의 영역인 380nm~780nm으로 넓게 잡기도 합니다. 가시광선의 파장 범위는 아래 그림에서 볼 수 있는 것처럼 태양에서 나오는 흑체복사의 주요한 파장의 범위와 일치합니다. 이는 태양이 지구의 생명체의 발생과 생명 유지의 원천이 된다는 사실과 밀접하게 관련되어 있습니다.

 

빛의 색온도

 

사람의 눈으로 볼 수 있는 빛. 보통 가시광선의 파장 범위는 380~800 나노미터(nm)입니다. 등적색, 등색, 황색, 녹색, 청색, 남색, 자색의 일곱 가지가 있습니다. 가시광선(可視光線, 문화어: 보임 광선)은 사람의 눈에 보이는 전자기파의 영역입니다. 개인별로 가시광선 범위의 차이가 존재하지만 보통의 인간의 눈은 400에서 700 nm까지의 범위를 감지합니다. 최대 380에서 800 nm까지를 감지하는 사람이 있다고 한다(수소 스펙트럼의 범위는 90nm에서 15000nm의 범위를 갖습니다. (단파 장 자외선 ~ 가시광선 ~ 마이크로파).) 이 중 가시광선 범위는 360nm에서 820nm까지의 범위를 갖습니다.

 

 빛에 적응된 눈은 가시광선의 녹색 부분(약 555 nm)에서 최대 감도를 나타냅니다. 빛에 대한 사람의 눈의 반응은 주관적이지만 빛에 대한 대기층의 감응은 객관적인 측정이 가능하므로 가시광선(전자 창)은 대기를 통과하면서 대부분 감쇄하지 않는 전자기파 영역(보라색이 파장이 짧으므로 산란이 잘 되지만 인간의 빛 편향 현상 때문에 파란색으로 보인다)으로 다시 정의될 수 있습니다.

 

다음 시간에는 가시광선 이외의 파장들을 알아보도록 하겠습니다.