A+ 받은 광학실험 결과보고서 회절격자 분광기

목차

1. 실험목적
2. 실험이론
3. 실험기구 및 재료
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 결론 및 검토
7. 질문 및 토의
8. 참고문헌 및 출처

본문내용

1. 실험목적
빛이 회절격자에 입사하면 파장에 따라 회절되는 각이 다르게 나타나는데 그 회절된 각을 측정하고, 그 각이 무엇을 의미하는지를 알아본다.

2. 실험이론
가시광선은 300 nm～700 nm의 파장을 갖고 있고, 그 파장에 따라 우리는 색이 다른 것으로 받아들인다. 자연계나 실험실의 다양한 광원 중에는 태양에서 나오는 빛처럼 여러 종류의 파장이 연속적으로 섞여 있는 경우도 있고, 네온사인이나 레이저에서 나오는 영롱한 빛처럼 몇 개의 불연속적인 파장으로 구성되어 있는 빛도 있다. 이와 같이 파장에 따른 빛의 세기(intensity)의 분포를 스펙트럼(spectrum)이라고 한다. 스펙트럼을 측정하는 초보적인 방법은 프리즘으로 빛을 굴절시켜 보는 것이다. 유리의 굴절율이 파장에 따라 다르기 때문에 (분산)굴절된 빛은 색깔 별로 분리되는데 이 방법으로는 측정 정밀도(분해능이라 함)에 한계가 있다. 분해능을 높이기 위해서 회절격자(diffraction grating)를 이용하는데 이는 빛의 회절현상을 이용한 것이다.

<중 략>

6. 결론 및 검토
이번 실험에서는 빛이 회절격자에 입사하면 파장에 따라 회절되는 각이 다르게 나타나는데 그 회절된 각을 측정하고, 그 각이 무엇을 의미하는지를 알아보는 실험이었다. 각각의 기체의 방전관에서 스펙트럼선이 관측 됐는데 특히 Neon의 방전관의 경우 Hydrogen이나 Helium 보다 더 많은 선이 관측 됐다. 이렇게 방전관에 따라 특정한 빛(스펙트럼)만이 나온다는 것은 각 방전관의 기체들 내의 전자의 에너지가 양자화 되어 있음을 의미한다. 즉 각 기체에서 빛을 방출하는 것은 각 기체 분자가 고압의 전압에 의해 나온 전자와 충돌하고 플라즈마 상태로 됐다가 다시 분자 상태로 가는 도중에 이 차이에 해당되는 빛이 나오고 특정한 파장을 갖는다. 원자 번호가 더 커짐에 따라 전자와 양성자 수가 늘어나므로 더 복잡한 스펙트럼이 나올 것이다.

참고 자료

http://astro.u-strasbg.fr/~koppen/discharge/
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%8A%A4%ED%8E%99%ED%8A%B8%EB%9F%BC
부산대학교 물리학과 물리전공실험 – 5. 회절격자 분광기
http://physica.gsnu.ac.kr/Physedu/modexp/spectro/main.htm