형광

요약 물질이 빛의 자극에 의해서 발광하는 현상. 빛에너지를 받은 물질이 새로운 빛을 내는 것으로 반사와는 다르다. 쪼인 빛을 제거해도 계속 발광하는 것을 인광, 조사광을 제거하면 바로 소멸해 버리는 것을 형광으로 따로 구별하는 경우가 많다.

형광으로 나오는 빛은 일반적으로 조사광(照射光)보다 이 길다. 따라서 의 반사색이나 투과색과는 다른 색을 띤다. 예로 태양광선 아래 관찰되는 붉은색 잉크에서 볼 수 있는 초록색, 등유의 유청색(乳靑色) 등을 들 수 있다. 특히 등 에너지가 강한 광선을 사용하면 많은 물질들이 형광성을 나타내게 된다. 형광등은 관 내부의 기체가 자외선의 자극을 받아  영역의 형광을 방출하는 것을 이용한다. 이 밖에도 , , 등도 형광을 발생하게 하는 원인이 된다.

형광이 발생하는 물리적 과정은 빛에너지를 흡수한 이 그 일부를 다시 빛에너지로서 복사하는 현상으로 볼 수 있다. 빛은 파장이 짧을수록 에너지가 크다. 따라서 자극광보다 에너지가 적은 형광의 파장은 자극광의 파장보다 길어야 한다. 이것이 형광·에 대한 (Stokes' law)이다.

형광의 스펙트럼을 형광스펙트럼이라 하는데 보통 기체에서는 휘선스펙트럼, 액체에서는 복잡한 띠스펙트럼, 그리고 에서는 좁은 범위의 이 된다. 이것은 분자 내에서의 빛에너지의 교환과정이 복잡하다는 것을 나타내고 있으며, 이들의 이론적인 뒷받침은 아직 충분히 이루어지지 못하고 있다.

조사광을 제거해도 계속 발광하는 것을 인광, 조사광을 제거하면 바로 소멸해 버리는 것을 형광으로 따로 구별하는 경우가 많다. 인광은 흔히 고체에서 볼 수 있으나 형광은 액체나 기체에서 많이 나타난다. 인광은 일반적으로 온도가 낮아지면 밝기가 감소하나 형광은 밝기가 변하지 않고 오히려 증가하는 특징이 있다.

이용
형광방전등이나 여러 가지 목적에 사용되는 형광도료가 있다. 형광표백제는 자외선에 의하여 청자색의 빛을 내는 형광도료로, 누렇게 된 섬유를 노랑의 보색인 청자색으로 희게 보이게 한다. 또 형광물질을 첨가하여 성형한 플라스틱판이 자동차의 후미등이나 교통표지등 등으로 널리 사용된다. 물질 자체나 그 화합물, 또는 유도체의 형광성을 이용하여 어떤 특정물질을 검출하는 형광분석도 형광을 이용한 것이며, 이 방법에 따르면 극히 미량의 물질도 검출할 수 있다. 그 밖에 형광물질의 용액을 물체 표면에 바른 다음 그것을 닦아내고 암실에서 자외선을 조사해 용액이 스며 들어간 상처를 찾아내는 방법, 형광현미경 제작 등 그 이용이 광범위하다.