- 고온의 기체(단원자) 금속을 여러 개 묶어서 고체 금속을 만들 수 있습니다.
- 기체(단원자)와 고체 상태에서 방출하는 스펙트럼에는 어떤 차이가 있을까요?
- 위 시뮬레이션은 단순 예시이며, 실제 원자를 대표하지 않습니다.
선 스펙트럼
원자는 들어온 에너지를 흡수하고 주변에 그 에너지를 다시 방출할 수 있습니다. 단원자 분자나 금속 기체와 같은 단일 원자가 방출하는 에너지는 정해진 값만 가질 수 있습니다. 이것은 원자핵에 종속된 전자들이 띄엄띄엄하게 정해진 에너지만 가질 수 있기 때문입니다.
연속 스펙트럼
원자핵이 하나만 홀로 있다면 위와 같이 설명하고 끝이 나겠지만, 고체와 같이 원자핵들이 밀도 있게 붙어 있는 경우에는 원자들이 가진 전자 궤도들이 서로 포개지면서 두꺼워집니다.
그 결과 에너지 준위는 이제 하나의 선이 아니라 일정한 폭을 가진 띠(밴드)의 형태를 띠게 됩니다.
![](/lee/contents/atom_model_2.png)
이렇게 두껍게 된 에너지 준위를 에너지 띠(energy band)라고 부르며, 띠와 띠 사이, 선과 띠 사이에서는 해당 에너지를 가지는 전자들이 존재할 수 없기 때문에 띠 간격(energy gap)이라고 부릅니다.
띠(밴드)가 형성되면 방출되는 에너지도 다양해지며, 일부 연속된 스펙트럼이 관찰되기 시작합니다.
예시: 저압 나트륨등(LPS Lamp)과 고압 나트륨등(HPS Lamp)
나트륨등은 진공 방전관 내부에 미량의 나트륨을 넣고 방전시켜 밝은 빛을 방출하는 기구입니다.
나트륨등은 내부 기체의 밀도에 따라서 저압(Low-Pressure) 나트륨등과 고압(High-Pressure) 나트륨등으로 나눌 수 있습니다.
저압 나트륨등은 금속 기체에 가깝기 때문에 방출되는 빛이 주로 590mm에 집중되는 경향을 보입니다. (나트륨의 불꽃 반응색과 같음)
반면, 고압 나트륨등은 원자들의 상호 간섭에 의해 연속 스펙트럼을 이루며 흰색에 가까워집니다.
![](/wp-content/uploads/LPS_Lamp_35W_running.jpg)
저압 나트륨등. (2023, August 19). In Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium-vapor_lamp
![](/wp-content/uploads/SON-T-Master-600W.jpg)
고압 나트륨등. (2023, August 19). In Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium-vapor_lamp
실온의 고체 금속이 대부분 은색을 띠는 이유
대부분의 금속은 원자 구조 외곽에 대규모의 전자 띠를 가지고 있습니다(금속 결합). 그리고 자유 전자들이 띠에서 자유롭게 움직일 수 있습니다. 이 때문에 금속은 대부분의 가시광선 파장을 흡수할 수 있고, 그대로 다시 방출할 수 있습니다.