보라에서 빨강 너머: 자외선과 적외선 완벽 구분 가이드

자외선(UV)과 적외선(IR)은 눈에 보이는 빛을 감싸는 보이지 않는 영역이지만, 파장·에너지·응용 분야·생체 영향 등에서 확연한 차이를 보입니다. 이 글에서는 전자기 스펙트럼 내에서의 위치부터 물리적 특성, 일상과 산업에서의 활용, 그리고 안전 관리법까지 더욱 상세하게 알아봅니다.

1. 전자기 스펙트럼의 구조와 파장 구분

전자기파는 파장(λ)에 따라 라디오파→마이크로파→적외선→가시광선→자외선→X선→감마선 순으로 배열됩니다.

자외선: 10nm~380nm 영역(PEV 에너지 3.1eV~124eV)
가시광선: 380nm~700nm 영역, 인간의 눈으로 감지 가능
적외선: 750nm~1mm 영역(에너지 1.24meV~1.65eV)
전자기파의 에너지는 $\frac{hc}{λ}$ 로 계산되며(플랑크 상수 h, 빛의 속도 c), 파장이 짧을수록 에너지가 높아 자외선이 적외선보다 생체에 미치는 영향이 큽니다.

2. 자외선(UV)의 분류 및 특성

자외선은 다시 파장에 따라 세 가지로 나뉩니다.

UVA (315~380nm): 파장이 가장 길어 지표면에 95% 이상 도달, 피부 노화·주름 유발
UVB (280~315nm): 에너지가 높아 피부 화상·자외선 화상 초래, 비타민 D 합성 촉진
UVC (100~280nm): 거의 대부분 오존층에 흡수되어 지표면 도달 극히 적음, 살균·멸균에 사용
생체 영향: DNA 손상으로 인한 피부암·노화, 각막·결막 손상까지 유발 가능.

3. 적외선(IR)의 분류 및 특성

적외선은 세분화되어 활용됩니다.

근적외선(NIR, 0.75~1.4µm): 열 감지·의료 진단(열화상 카메라)
중적외선(MIR, 1.4~3µm): 가스 성분 분석·화학 센서 분야 활용
원적외선(FIR, 3µm~1mm): 난방기기·원격 조정·원격 통신에 응용
열 효과: 적외선 흡수 시 물체 내부 진동이 증가해 온도 상승, 적외선 조리기·온열 치료기 등에 이용.

4. 생물·환경·산업 응용 사례

자외선 활용
- 살균·소독: UVC 램프로 물·공기·표면 멸균
- 광치료: 피부 질환·황달 치료, 특정 파장 광원 사용
- 형광 검사: 문서 위변조·보물 탐색, 나이트비전 보조
적외선 활용
- 열화상 카메라: 야간 감시·산업 설비 점검, 동물 관찰(뱀·박쥐)
- 난방·조리: IR 히터, 전자레인지(마이크로파와 결합)
- 스마트 센서: 스마트폰 거리측정·산업용 LIDAR

5. 안전 관리 및 차단·측정 방법

자외선 차단
- 피부 보호: SPF·PA 지수 선크림, 자외선 차단 의류·모자 착용
- 눈 보호: UV400 인증 안경·선글라스 필수
- 실내 차단: UV 차단 필름·코팅 유리 설치
적외선 차단
- 열 차단: IR 차단 코팅 유리·차열 필름 이용
- 보호 장비: 열화상 렌즈·열 차단 장갑·보호복
측정 장비
- 스펙트로미터: 파장별 세기 측정, 연구·품질 관리용
- 디지털 UV/IR 센서: 휴대용 노출량 측정기, 스마트폰 연동 가능.