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단위이야기

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밝기를 재는 기준의 변천사 : 광도의 단위, 칸델라

  • 작성자최고관리자
  • 작성일자2016-03-02 19:55
  • 분류카드뉴스
  • 조회수1109

토머스 에디슨(1847~1931)이 전구를 발명한 시기는 1880년이다. 하지만 당시 런던이나 파리와 같은 대도시는 가스등이 내는 불빛으로 환하게 빛나고 있었다. 양초를 처음으로 퇴출시킨 건 전구가 아니라 가스등이었다. 이렇게 가스등이 보급되면서 빛의 밝기에 대한 단위가 필요했다. 1860년 영국 런던의 메트로폴리탄 가스 조례는 빛의 밝기에 대한 단위로 양초를 의미하는 ‘캔들(candle)’을 정의했다. 캔들은 시간당 120 그레인(1 그레인=6.480×10-5 kg)의 비율로 연소하는 6 파운드짜리 향유고래 양초로 정해졌다. / 삽화 : 캔들->국제캔들->새로운 캔들(1937년 국제조명위원회)->칸델라(1948년 국제도량형위원회), 1 칸델라는 진동수가 540 x 1012 Hz인 단색광을… / 20세기 들어 세계열강은 ‘국제 캔들’이라는 새로운 단위를 만들었다. 이 때 빛의 표준 밝기는 양초에서 펜탄등으로 기준이 바뀌었다. 펜탄등으로 재는 방법은 종전의 양초보다 일관성이 있었다. 1930년대가 되자 펜탄등보다 좀 더 엄밀한 정의가 요구됐다. 이에 1937년 국제조명위원회(CIE)는 ‘새로운 캔들’이라는 정의를 만들었다. 새로운 캔들은 펜탄등을 버리고 물리학에서 발견한 ‘흑체(black body)’를 도입했다. 흑체는 자신에게 입사되는 모든 전자기파를 100 % 흡수하는 가상의 물체이다. 즉, 반사율이 0 %이다. 새로운 캔들은 백금의 응고점(2042 K)에서 흑체의 1/600 000 m2의 평평한 표면으로부터 수직 방향으로 나오는 빛의 세기였다. 1948년 국제도량형위원회는 이 정의를 유지하면서 단위의 명칭을 ‘칸델라’로 바꿨다. 이는 ‘짐승의 기름으로 만든 양초’라는 뜻의 라틴어다. 이어 1954년 국제도량형총회는 마침내 기본 단위에 칸델라를 포함시켰다. 칸델라의 정의는 이후 한 번 더 수정됐다. 2000 K이 넘는 고온에서 흑체를 실험적으로 구현하기가 어렵고, 광도를 측정하는 새로운 가능성이 열렸기 때문이다. 1979년 제16차 국제도량형위원회에서 수정되어 지금에 이르고 있는정의는 다음과 같다. '칸델라는 진동수가 540×1012 헤르츠인 단색광을 방출하는 광원의 복사도가 어떤 주어진 방향으로 1 스테라디안당 1/683 와트일 때 이 방향에 대한 광도이다.'

연구원님 궁금해요