단 하나로 7가지 변화?! 3색 LED로 즐기는 ‘빛의 삼원색’ 손바닥 실험!
과학 트레이너 쿠와코 켄입니다. 매일매일이 실험이죠.
밤하늘을 수놓는 화려한 조명이나 지금 여러분이 보고 계신 스마트폰 화면. 그렇게나 색깔이 다채로운데, 사실은 단 세 가지 색의 조합만으로 만들어졌다는 사실, 알고 계셨나요? 이번에는 그런 빛의 마법을 손바닥 위에서 직접 체험해 볼 수 있는 재미있는 전자 부품을 가져와 봤습니다.
마법의 전구? 하나로 세 가지 색을 내는 RGB LED
이번에 구입한 부품은 하나의 패키지 안에 세 종류의 발광 다이오드가 쏙 들어간 RGB LED입니다. 겉보기에는 일반적인 LED와 비슷하게 생겼지만, 가장 큰 특징은 바로 이 다리의 개수입니다. 무려 4개나 뻗어 있죠.
5mm LED 발광 다이오드 공통 캐소드 4Pin RGB (amazon)
가장 긴 다리가 애노드(플러스극)이고, 나머지 세 개의 다리가 각각 빨강(Red), 초록(Green), 파랑(Blue) 빛을 담당합니다. 곧바로 3V 코인 배터리를 사용해서 한 가지 색씩 불을 밝혀 보겠습니다.
빨간색 빛입니다. 아주 정열적이네요.
초록색 빛입니다. 굉장히 선명하죠?
파란색 빛입니다. 깊이감이 느껴지는 색감입니다.
이 세 가지 색을 빛의 삼원색이라고 부르며, 이들을 적절히 섞으면 우리는 세상 대부분의 색을 만들어낼 수 있습니다.
빛을 섞어보는 실험! 이상과 현실 사이의 색의 삼원색
“빛을 섞으면 어떻게 될까?”라는 호기심을 참지 못하고, 여러 다리를 동시에 배터리에 연결해 보았습니다.
먼저 초록과 파랑의 조합입니다.
초록과 파랑이 겹쳐지면서 예쁜 시안(하늘색)이 되었습니다!
이어서 빨강과 초록입니다. 원래 빛의 양이 같다면 노란색이 되어야 하지만…….
노란색이라기보다는 오렌지색에 가까운 색이 나왔네요.
마지막으로 파랑과 빨강입니다. 본래 마젠타(자주색)를 기대했습니다만…….
거의 빨간색이 지배해 버렸습니다. 보랏빛 기운이 전혀 없어요!
왜 특정 색이 강할까? LED의 개성 읽어내기
실험 결과, 빨간색이 너무 강하다는 흥미로운 과제를 발견했습니다.
사실 LED는 색상마다 빛이 나기 시작하는 전압(순방향 전압)이 다릅니다. 일반적으로 빨간색 LED는 낮은 전압에서도 쌩쌩하게 빛을 내지만, 파란색이나 초록색 LED는 더 높은 전압을 필요로 합니다. 똑같은 3V 배터리에 연결하면 빨간색 쪽으로만 전류가 몰려 버려 다른 색을 압도해 버린 것이죠.
이를 해결하려면 빨간색 다리에만 저항기를 달아 전류의 흐름을 조금 억제해 주어야 합니다. 이렇게 각각의 특성에 맞춘 미세 조정을 거쳐야 비로소 아름다운 흰색이나 보라색이 탄생하게 됩니다.
하나의 LED 안에 펼쳐진 빛의 삼원색 세계. 단순히 빛나는 것을 넘어, “어떻게 해야 이상적인 색을 만들 수 있을까?”를 고민하게 만드는 훌륭한 교구라는 생각이 듭니다. 여러분도 주변의 빛들이 어떻게 만들어지는지 한번 관찰해 보세요!
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