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아주대)현대물리학실험 atomic spectra 결과 보고서2025.01.291. 헬륨 스펙트럼 실험 1에서는 헬륨 스펙트럼을 측정하여 세기-각도 그래프를 얻었다. 그래프에서 관찰된 세 가지 색(파랑, 초록, 주황)의 central maximum과 첫 번째 피크 사이의 각을 계산하여 회절격자의 간격 d를 구했다. 이를 통해 각 색상의 파장 값을 계산하고 이론값과 비교하여 오차율을 확인했다. 실험 결과가 합리적이었음을 확인할 수 있었다. 1. 헬륨 스펙트럼 헬륨 스펙트럼은 헬륨 원자의 전자 전이에 의해 발생하는 고유한 빛의 패턴입니다. 이 스펙트럼은 헬륨 원자의 전자 구조와 에너지 준위를 이해하는 데 매우 중...2025.01.29
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수소의 발견과 이해 결과보고서2025.05.071. 수소의 발견 실험을 통해 물의 전기분해 과정에서 수소 기체가 발생하는 것을 확인하고, 수소의 폭발성을 확인하였다. 수소 기체와 산소 기체의 발생 비율이 2:1인 것을 관찰하였다. 2. 금속의 몰질량 결정 금속을 염산 용액과 반응시켜 발생한 수소 기체의 부피를 측정하여 금속의 몰질량을 계산하였다. 실험 결과 Zn, Al, Mg의 몰질량 오차율이 각각 5.29%, 2.11%, 3.09%로 상당히 정확하게 계산되었다. 3. 수소의 선 스펙트럼 수소 방전관과 간이 분광기를 이용하여 수소의 선 스펙트럼을 관찰하였다. 수소 원자의 전자가...2025.05.07
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현대 물리학에 따른 수소 모형2025.01.231. 갇힌 전자의 에너지 물리학자들은 오랜 세월 동안 원자에 관해 고민해왔지만, 20세기 초까지는 원자 내부에 있는 전자의 배치, 운동 그리고 원자가 빛을 방출하고 흡수하는 원리에 대해 알지 못했다. 양자물리의 출현으로 전자, 양성자 등 모든 움직이는 입자들이 슈뢰딩거 방정식을 만족하는 물질파로 기술될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 양 끝이 고정된 줄에 의해 만들어진 정지파는 띄엄띄엄 떨어진 진동수 값만을 갖게 되며, 이는 자유전자의 물질파에도 적용된다. 파동을 가두면 띄엄띄엄한 에너지를 갖는 상태가 되는데, 이를 양자화라고 한다. 2...2025.01.23
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보어의 수소모형과 에너지 상태2025.01.231. 갇힌 전자의 에너지 무한히 길게 당겨진 줄로 임의의 진동수로 진행하는 파동을 만들 수 있습니다. 양 끝이 고정된 줄에 의해 만들어진 파동을 정지파라고 하며, 이 경우 정지파는 띄엄띄엄 떨어진 진동수 값만을 갖게 됩니다. 즉, 각 상태는 정확하게 양자화된 진동수 값만을 갖게 됩니다. 자유전자를 물질파로 생각할 경우, 자유전자의 물질파는 무한히 길게 당겨진 줄에 생기는 파동과 같으며 각각의 자유전자는 적절한 크기의 모든 진동수와 모든 에너지를 가질 수 있습니다. 이렇게 파동을 가두었을 때 전자가 띄엄띄엄한 에너지를 갖는 상태를 양...2025.01.23
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금속 이온의 불꽃 색상과 수소 원자의 에너지 준위2025.01.041. 금속 이온의 불꽃 색상 불꽃 실험에서 관찰되는 다양한 색상은 특정 금속 이온과 결합된 물질이 타면서 나타나는 현상입니다. 예를 들어, 초록색 불꽃은 바륨(Ba²⁺) 이온에 의해, 빨간색 불꽃은 스트론튬(Sr²⁺) 이온에 의해, 오렌지색 불꽃은 칼슘(Ca²⁺) 이온에 의해 생성됩니다. 이는 각 금속 이온이 가지는 고유의 에너지 수준과 전자의 에너지 상태 변화에 따른 빛의 방출로 설명할 수 있습니다. 2. 수소 원자의 에너지 준위 수소의 방출 스펙트럼이 선 스펙트럼인 것은 수소 원자 내 전자의 에너지 상태가 양자화되어 있음을 의미...2025.01.04
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ICP(유도결합클라스마 분석법)2025.05.011. ICP(유도결합클라스마 분석법) ICP(유도결합클라스마 분석법)은 원자스펙트럼분석법의 한 종류로, 원자흡수분석법(AAS)와 원자방출분석법(ICP-AES)을 포함합니다. AAS는 바닥 상태에서 들뜬 상태로의 흡수 빛 에너지를 측정하고, ICP-AES는 들뜬 상태에서 바닥상태로의 방출 열에너지를 측정합니다. ICP 분석법의 구성 요소에는 들뜸원(플라즈마), 집광장치, 분광기, 검출기, 증폭 및 연산장치, 데이터 기록장치 등이 포함됩니다. 플라즈마는 많은 수의 원자가 이온화된 공간으로, 자기장과 상호작용하며 Axial 형태와 Rad...2025.05.01
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프랑크-헤르츠 실험2025.04.301. 프랑크-헤르츠 실험 이론 및 원리 프랑크-헤르츠 실험은 원자의 에너지 준위가 양자화 되어 있다는 직접적인 실험결과를 보여주는 것이다. 수은 기체에 전자를 충돌시켜서 수은의 에너지 상태가 양자화 되었다는 실험은 물질의 에너지가 양자화 되었다는 확고한 증거가 된 것이다. 원자의 스펙트럼 관측에 의한 것이 아니고 전자와 충돌할 때 특정한 양의 에너지를 주고받는 사실로 직접적인 증거가 되었다. 2. 프랑크-헤르츠 실험 장치 프랑크-헤르츠 실험장치는 진공관처럼 필라멘트, 음극, 그리드, 양극 등을 배치해 두고 전압을 걸어 둔 상태이다....2025.04.30
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분광기 실험 예비보고서 [현대물리실험 A+]2025.04.251. 분광기 이 실험에서는 분광기에 장착된 회절 격자를 사용하여 원자 스펙트럼을 연구합니다. 수은 및 나트륨의 방출 스펙트럼 선을 관찰하고 그 관찰 지점에 측정한 각도를 통해 빛의 파장을 알아냅니다. 분광기는 collimator, 회절 격자 및 망원경으로 구성되며, 이를 통해 원자에 의한 빛의 방출과 흡수를 연구할 수 있습니다. 2. 회절 격자 회절 격자는 빛의 파장 정도의 크기를 가진 장애물로, 빛이 회절되어 밝고 어두운 회절 패턴이 관찰됩니다. 이 패턴의 밝은 부분 사이의 간격은 빛의 파장에 따라 달라지므로, 회절 격자를 통과할...2025.04.25
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원자 방출분광법2025.05.011. 원자 방출분광법 원자 방출분광법은 시료의 성분들을 원자 또는 간단한 원소 이온으로 변환하고, 이 화학종들을 더 높은 전자에너지 상태로 들뜨게 하여 들뜬 화학종들의 빠른 이완으로 자외선/가시선 선스펙트럼을 방출하게 함으로써 원소들의 정성 및 정량분석에 매우 유용한 방법이다. 플라스마 광원이 가장 중요하고 가장 널리 사용되며, 방출법이 흡수법보다 원소상호간의 방해가 작고 하나의 들뜨기 조건에서 대부분 원소들의 좋은 방출 스펙트럼을 얻을 수 있어 매우 작은 시료의 다성분 원소분석에 중요하다. 1. 원자 방출분광법 원자 방출분광법은 ...2025.05.01
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zeeman 효과2025.05.081. 제만 효과 제만효과는 외부 자기장의 영향으로 원자 에너지 준위의 갈라짐이 나타나는 현상을 말한다. 이 효과는 1895년 로렌츠의 원자 고전 이론에 의해 예상되었으며 수 년 후 제만에 의해 실험적으로 확인되었다. 제만은 자기장에 수직인 경우 스펙트럼선이 3개로 갈라지고 평행인 경우 스펙트럼선이 2개로 갈라지는 현상을 관찰하였다. 후에 스펙트럼선의 더욱 복잡한 갈라짐 현상을 관찰하였으며 이 현상은 Anomalous Zeeman Effect(이상 제만 효과)로 알려져 있다. 이 현상을 설명하기 위해 호우트스 미트와 윌렌베크가 192...2025.05.08
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