[현대물리학실험]원자 스펙트럼

소개글

실험 과정은 다음과 같다.
1. 회절 격자 간격 구하기.
2. 헬륨 스펙트럼
3. 수소 스펙트럼
4. 수은 스펙트럼
5. 수은 Doublet

목차

1. 실험목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의 사항

본문내용

1. 실험 목적
가. 나트륨 광원을 이용하여 격자간격을 구하고 이를 이용하여 수소, 수은, 헬륨의 특성인 스펙트럼을 관찰하고 이와 관련된 이론을 이해한다.

2. 실험 이론 및 원리
가. 호이겐스의 원리
파면에 있는 모든 점들이 새로운 파를 만드는 파원이 된다는 원리.
우리가 사용할 회절 격자는 슬릿이 등간격으로 무수히 많은 일종의 다중 슬릿이라고 할 수 있다. 슬릿이 많을수록 밝은 무늬의 폭이 좁아지므로 더욱 선명하게 빛을 구별해낼 수 있다. 따라서 분해능이 더 높아진다.

나. 영의 실험
위의 이중 슬릿 그림에서 스크린에 보이는 무늬중 임의의 지점을 P라고 하였을 때. 이중 슬릿을 지나 점 P에 도달하는 두 빛의 경로차는 dsinθ가 된다. P점이 밝은 무늬이려면 두 빛이 보강간섭을 일으켜야 하므로 경로차가 파장의 정수배만큼 나야 한다.따라서, 보강간섭이 일어나는 부분에서 다음 식 dsin? = mλ 이 도출 된다. 이 식은 다중 슬릿, 즉 회절 격자에서도 적용된다.

다. 보어의 원자 모형
우리가 사용하는 Light Source는 해당 기체(예를들면 수소 기체)에 에너지를 가하여 들뜬 에너지 상태의 전자가 낮은 상태로 떨어지면서 빛을 방출한다. 이 때 연속적인 값이 아닌 n=1,2,3…의 특정한 에너지 레벨을 보어가 도출해 내었는데 그 식은 다음과 같다.

< 중 략 >

3. 실험 기구 및 장치
가. 실험 재료
빛이 지나가는 경로 순서로 설명
1) Light Source: 수소, 수은, 헬륨, 나트륨 등 전원을 넣어 기체 분자들이 들뜬상태로 만들어 일제히 빛을 내도록 한다.
2) Collimating slits: 빛이 퍼지기 시작하는 지점을 정한다.
3) Collimating lens: 빛이 퍼지기 시작한 시점과 초점을 일치하게 하여 빛이 렌즈를 지나면 평행하게 한다.
4) Grating lens: 빛에게 여러 경로차를 주어 회절하게 한다.
5) Focusing lens: 회절된 빛이 잘 detect되도록 빛을 모은다.

참고 자료

없음