사람들은 대부분 노란색을 보면 따뜻함을 느끼고, 파란색을 보면 차가운 느낌을 갖는다. 색과 온도 사이에 어떤 연관 관계가 있기에 이처럼 색을 보며 온도의 차이를 느끼게 되는 것일까?
태양이나 전등처럼 스스로 빛을 내는 대상을 광원(光源)이라고 부르는데, 각기 독특한 색상을 지닌 광원들을 표현하는 방법으로 최근 들어 색온도(color temperature)라는 개념을 사용하여 설명하고 있다.


절대온도로 표시되는 색온도

색온도란 완전한 방사체인 흑체(black body)를 가열할 때 일정한 온도에서 나오는 빛의 색을 절대온도인 ‘K(Kelvin)’로 표시한 것으로, 절대 온도인 273℃와 그 흑체의 섭씨 온도를 합친 색광의 절대 온도를 말한다.
여기서 흑체란 완전한 흑색의 물체를 말하는데 외부로부터 오는 빛은 모두 흡수하여 반사하지 않고 오로지 스스로의 에너지에 해당하는 파장의 빛만을 방출하는 이상적인 물체를 말한다.
실제로 이렇게 완벽한 흑체는 존재하지 않지만 천연가스를 불완전 연소시켰을 때 생기는 카본 블랙(carbon black)이 그나마 이상적 흑체에 상당히 가깝기 때문에, 현실에서는 카본 블랙으로 코팅한 재료나 탄소를 흑체의 대체물로 사용하고 있다.
또한 흑체는 속이 빈 뜨거운 공과 같아 분광 에너지 분포가 물질의 구성이 아닌 온도에 의존하는 특징이 있는데, 열을 가하면 금속과 같이 달궈지면서 붉은색을 띠다가 점차 밝은 흰색을 띠게 된다. 색온도는 온도가 높아지면 푸른색, 낮아지면 붉은색을 띤다.


색온도는 조명산업에서 중요한 고려 요소



색온도는 조명산업과 촬영 작업 등에서 아주 중요하게 고려하는 요소인데, 같은 물건이라 하더라도 어떤 불빛에서 보느냐에 따라 느낌이 많이 다르며 심한 경우 색깔이 전혀 달라지기도 하기 때문이다.
최근의 디지털 카메라에는 화이트 밸런스(white balance)를 조절하는 기능이 있는데, 화이트 밸런스는 조명에 따라 다르게 표현되는 사진 상의 색을 마치 우리가 눈으로 본 것처럼 유사하게 맞추어 주는 역할을 한다.
형광등으로 대표되는 ‘Cool white’는 깨끗하고 청결한 느낌을 주는 빛의 색으로 일반 사무실이 도서관 같은 곳에서 사용된다. 반면에, 백열등의 색깔을 나타내는 ‘warm white’는 부드럽고 따뜻한 느낌을 주는 빛으로서 주로 침실이나 목욕탕과 같은 휴식 공간에서 사용된다. 
주변 환경에 따라 적정한 색온도를 나타내는 수준이 있는데, 3000K 내외의 색온도는 가정용 클리어램프에 적당하다. 4000K와 5000K는 각각 아침저녁의 야외와 정오 무렵의 태양광 정도이며, 8000K는 밝은 날의 푸른 하늘 정도를 나타내는 수치들이다.


숙면을 위해서는 적절한 색온도를 유지해야



최근 들어 수면장애를 호소하는 사람들이 크게 늘어나고 있다. 과거 국민건강보험공단이 발표한 자료에 따르면 지난 2010년을 기준으로 할 때, 수면장애로 병원을 찾은 환자가 29만명으로 지난 2006년 보다 2배 가까운 수치를 보였다. 특히 불면증을 하소연한 환자 수는 이 중 19만 명으로 약 70%를 차지하는 것으로 나타났다.
빛의 밝기와 소음, 그리고 수면시간과 온도 등이 수면에 영향을 미치는 요인이라는 것은 이미 잘 알려진 사실이다. 하지만 최근의 연구 결과에 따르면 색온도가 수면에 빼놓을 수 없는 중요한 역할을 하는 것으로 나타나고 있다.
수면에 적합한 붉은색 계통의 광원일수록 색온도가 낮고, 푸른색 계통의 광원일수록 색온도가 높다. 일반적으로 색온도가 높을수록 집중력이 상승하며 낮을수록 피로도가 감소된다. 따라서 수면 시에는 낮은 색온도의 조명을 사용하는 것이 좋다.
여기서 숙면에 도움을 주는 낮은 색온도는 검붉은 계통의 3000K이하가 적합하다는 것이 대다수 전문가들의 의견이다. 일반적으로는 불을 완전히 소등하고 수면을 취하는 것이 가장 좋다고 생각하지만, 낮은 색온도를 나타내는 검붉은 조명이 수면효율을 높이고 장애를 줄이는 데 더 도움이 된다고 한다.
한편 인간은 여러가지 활동을 할 때에도 적합한 색온도가 있는데, 전문가들은 적절한 색온도를 맞춘다면 효율을 극대화 시킬 수 있다고 주장한다. 가령 사무활동 중에는 5000K 정도를 제공하고 거실에는 4000K 정도의 색온도를 유지하는 것이 가장 적합한 것으로 나왔다.
일반적으로 색온도가 높을수록 집중력이 상승하고 낮을수록 피로도가 감소되기 때문에 공부를 할 때는 높은 색온도를 사용하는 것이 좋다는 사실은, 조명과 어린이의 건강이 밀접한 관계가 있다는 국내·외 전문가들의 조사결과에서도 이미 입증된 바 있다.
중국 푸단대학교에서는 독서 시 알맞은 조명환경을 연구하기 위해 색온도 6500K 이하의 백색조명에서 40분 간 책을 읽고 휴식을 취한 결과, 피실험 어린이들이 눈의 피로를 가정 적게 호소한다는 사실을 밝혀냈다. 호주 국립대학교는 한국을 비롯한 아시아 청소년의 90%가 근시인데 이는 자연광을 쬐는 시간이 현저히 적은 대신 인공조명에 장시간 노출됐기 때문이라고 발표했다.
이에 따라, 최근 들어 신축하는 아파트들은 자녀방을 대상으로 적절한 색온도를 유지하는 조명 시스템을 구축중인 것으로 알려졌다. 건설업체 마다 학습능률을 향상시켜 주는 스마트 LED 학습조명을 적용하는 경우가 증가하고 있어 학부모들의 주목을 끌고 있다.