[광학실험보고서] 흡수 분광광도계 실험보고서

목차

1. 실험목적
2. 실험원리
3. 실험재료
4. 실험방법
5. 측정값
6. 실험결과
7. 과제
8. 논의 및 결론
9. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
Spectrometer를 이용해 각종 광원의 스펙트럼 분포를 알아보고, 필터를 통과한 광원이 어떻게 관측 되는지 이해한다.

2. 실험 원리
Spectrometer는 광원의 각종 복사선과 물질과의 상호작용을 다루는 분광학에서 사용되는 장치로서, 광학분야에서는 광의 주파수 특성과 광학재료의 투과와 흡수 및 반사를 측정하는데 사용되고 있다.

이번 실험에서는 CCD로 구성된 spectrometer를 이용하여 다양한 광원의 분광특성을 측정하고 그 차이점에 대하여 생각해보며, 광신호의 제어에 사용되는 광학소자(필터)의 특성을 확인하고 그 측정 원리를 이해한다.
분광계는 슬릿, 회절격자, 반사경, 광센서로 구성되어 있으며 투과, 흡수, 반사의 관계는 아래식과 같이 정리할 수 있다.

-투과, 흡수-
투과율(Transmittance, T)은 매질에 입사한 광에너지에 대한 투과된 복사에너지의 비율로 정의하며 둘 다 동일한 파장에서 측정한다. 흡수율(Absorbance, A)은 투과율의 역수에 해당하며 상용대수로 표시된다.

-반사-
복사선은 서로 다른 두 매질 사이의 경계면을 지날 때 항상 반사(Reflection, R)가 일어나며, 굴절률의 차이가 클수록 반사되는 정도는 더 커지게 된다. 경계면을 수직방향으로 지나는 광의 반사율은 아래 식으로 나타내어진다.

3. 실험 장치 및 재료
Spectrometer, avaspec 프로그램, 백열등, 색필터, 광학필터, 나트륨 램프

4. 실험 방법
Spectrometer와 컴퓨터를 usb 포트로 연결시키고, avaspec 프로그램을 실행시킨다.

(1) 다양한 광원의 스펙트럼 측정
광원을 끈 상태에서 프로그램에서 start (버튼①)를 누른다. 노이즈에 해당하는 Dark스펙트럼을 측정하여 저장한다. (버튼 ③) 광원의 전원을 켜고 그래프의 스케일을 조절한다. 그래프상의 y축이 포화되지 않게 조리개를 조절하거나, 광원을 뒤로 옮기거나 해서 조절한다.

참고자료

· 최신광학개론(pedrotti) 3nd edition