수소, 수은, 나트륨 원자 스펙트럼 결과보고서 (Fine Structure)

소개글

He, Na, Hg 원자의 스펙트럼을 관찰하여 에너지 준위가 양자화 되어있음을 확인하고 1차 2차 스펙트럼선을 관측하여 파장을 구해보는 것이 본 실험의 목적이다. 그 결과 매우 정확한 파장을 얻을 수 있었고 선명하게 선 스펙트럼을 관찰할 수 있었다. 복잡한 양자역학의 모델을 뒤로한 이 실험은 실제적인 자연의 모습을 우리에게 보여주는 의미있는 실험이라하겠다.

목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Theoretical Background
4. Equipment
5. Set-up and Procedure
6. Results
7. Discussion and Analysis

본문내용

1. Abstract
He, Na, Hg 원자의 스펙트럼을 관찰하여 에너지 준위가 양자화 되어있음을 확인하고 1차 2차 스펙트럼선을 관측하여 파장을 구해보는 것이 본 실험의 목적이다. 그 결과 매우 정확한 파장을 얻을 수 있었고 선명하게 선 스펙트럼을 관찰할 수 있었다. 복잡한 양자역학의 모델을 뒤로한 이 실험은 실제적인 자연의 모습을 우리에게 보여주는 의미있는 실험이라하겠다.
2. Introduction
Fine Structure란 분광학에서 한 스펙트럼선이 각기 다른 파장을 갖는 여러 성분으로 나누어지는 현상을 말한다. 이 현상은 복사하는 원자 내부에서 원자핵 주위를 원운동하는 전자의 궤도운동과 그 전자가 가지는 스핀의 결함 때문에 발생 한다. 나트륨 및 칼륨과 같은 알칼리 금속의 원자들에서는 2중선이라 불리는 2개 성분이 있고, 알칼리 토금속 원자들에서는 3중선이라 불리는 3개 성분이 있다.
본 실험에서는 회절격자를 이용해 He, Hg 스펙트럼을 관측 할 수 있는데, He와 Hg 스펙트럼의 선들 중에서 가장 센 스펙트럼의 파장을 결정하여 본다.

3. Theoretical Background
(1)Fine Structure
파장λ의 빛이 간격이 d인 격자에 입사되면 빛은 회절하게 된다. 가장 밝게 빛나는 점은 회절 각도가 a가 다음 조건을 만족하는 지점이다.
nλ=dsin(a), n = 0, 1, 2,

n=1일 때 a를 측정해 회절 분광기의 보정 곡선을 그릴 수 있다. 격자 간격은 d= 1684nm이다.

참고 자료

①http://www-ph.postech.ac.kr/Edulab/
②한국 과학기술원 물리실험3 매뉴얼
③http://en.wikipedia.org/wiki/Fine_structure
④일반물리학(범한서적)