1. 실험제목- 눈금자를 이용한 회절 실험2. 실험조 및 실험자-3. 실험목적- 빛의 간섭, 회절 현상을 이해하고 회절을 응용하여 XRD를 이해한다.4. 실험이론 및 배경- 회절파동이 장애물 뒤쪽으로 돌아 들어가는 현상. 입자가 아닌 파동에서만 나타나는 성질이다.입자의 진행경로에 틈이 있는 장애물이 있으면 입자는 그 틈을 지나 직선으로 진행한다. 이와 달리 파동의 경우, 틈을 지나는 직선 경로뿐 아니라 그 주변의 일정 범위까지 돌아 들어간다. 이처럼 파동이 입자로서는 도저히 갈 수 없는 영역에 휘어져 도달하는 현상이 회절이다. 물결파를 좁은 틈으로 통과시켜 보면 회절을 쉽게 관찰할 수 있다.회절의 정도는 틈의 크기와 파장에 영향을 받는다. 틈의 크기에 비해 파장이 길수록 회절이 더 많이 일어난다. 즉, 파장이 일정할 때 틈의 크기가 작을수록 회절이 잘 일어나, 직선의 파면을 가졌던 물결이 좁은 틈을 지나면 반원에 가까운 모양으로 퍼진다.일상생활과 회절현상담장 너머의 사람이 보이지는 않아도 말하는 소리는 들을 수 있다. 소리(음파)는 공기를 매질로 하는 파동이므로 회절이 일어난다. 따라서 담장 너머의 말소리는 담장 위쪽을 돌아 반대편까지 전달된다.사진기의 조리개를 조이면 선명한 사진을 얻을 수 있지만 과도하게 조이면 오히려 사진의 품질이 떨어지기도 한다. 이것은 조리개를 구성하는 여러 개의 날 사이의 틈을 지나는 빛이 회절에 의해 분산되기 때문이다.라디오의 AM방송은 FM방송에 비해서 수신이 잘 된다. 이는 AM방송에 쓰는 전파의 파장이 FM방송에 사용되는 파장의 길이보다 길어서 건물이나 장애물을 만났을 때 회절되어 구석구석 잘 전달되기 때문이다.⑴ 단일슬릿에 의한 회절 (회절판 코드 - A B C)[그림1]단일슬릿에 의한 회절회절이란 빛이 모서리에서 휘거나 번져나가는 현상을 말한다. 수면파나 호이겐스의 원리로부터 슬릿을 통과한 파동들은 모든 방향으로 퍼져나간다. [그림1](a)와 같이 직진하는 광선들을 생각하면 이들은 모두 같은 위상에 있으므로 스크린의 중앙에 밝은점(중앙 제1극대)을 만들 것이다. (b)에서는 슬릿 안의 제일 윗점과 제일 밑점을 지나는 빛들이 정확히 한 파장 λ만큼 차이가 나는 경우에는 슬릿의 중심을 지나는 빛과 밑점을 떠나는 빛과는 반-파장의 위상차이를 갖게된다. 이 두 빛들은 정확히 반대의 위상(180도 차이)에 있으므로 소멸간섭을 일으키게 될 것이다. 똑같은 이치에 의하여 밑점에서 약간 떨어진 점을 출발하는 빛과 중심에서 약간 떨어진 점을 지나는 빛들도 서로 소멸간섭을 하게된다. 이렇게 하여 슬릿의 상반부를 지나는 빛들과 하반부를 지나는 빛들은 대칭적으로 서로 소멸간섭을 하게된다.[그림2] 회절무늬의 세기b sinθ= λ---------------(1) [제1 극소점](c)와 같이 슬릿의 밑점과 윗점의 경로차가 3λ/2 인 경우도 똑같은 설명에 의해b sinθ= 3λ/2 -----------(2) [제2 극대점](d)의 경우는 2차 극소점이 되고 따라서 극소가 일어나는 조건은 다음과 같다.b sinθ= n λ (n=1,2,…) ---(3) [극소]n=0인 경우는 극소가 아니라 가장 큰 극대가 된다.⑵ 영(Young)의 간섭실험 - (이중슬릿 : 회절판 코드 - D E F)토마스 영(Tomas Young)은 빛에 대한 간섭효과를 발견하여 빛의 파동설을 세웠다. 간섭이란 두 개의 파동이 서로 중첩되어 어떤 공간에 에너지가 균일하게 분포되지 않고, 어느 점에서는 극대가 되고 다른 점에서는 극소가 되는 현상을 말한다. 간섭을 일으키기 위해서는 두 개 이상의 파동이 같은 속도, 진동수, 파장 및 상대적 위상이 일정하게 유지되어야 한다.[그림3] 이중슬릿에 의한 빛의 간섭[그림3]에서와 같이 두 개의 슬릿 S1, S2에서 나온 빛의 간섭을 생각해 본다. 슬릿을 통과한 광선은 회절하여 두 개의 구면파가 서로 겹쳐서 진행한다. 입사광선이 단색광이면 이 두파가 스크린 위에 도달할 때(P) 그 위상차에 의하여 밝고 어두운 간섭무늬를 만들게 된다.dsinθ=nλ(n=0,1,2,…) -----------(3) [극대]dsinθ=(n+1/2)λ(n=1,2,…) ------(4) [극소]sinθ=x/ SQRT { D^2 +x^2}따라서, 실험에서 우리는 D와 x를 측정하여 레이저 빛의 파장 λ를 구할 수 있다.그리고 차수 n이 높아짐에 따라 중앙에서의 문양까지의 거리가 증가함에 따라 각도는 증가한다.또 한편으론, 이중슬릿 실험의 경우에는 일반적으로 빛의 변화각이 작으며 d가 D보다 훨씬 작다면 두 광파의 경로는 D와 거의 같게 된다. 이때sinθ=x/ D로 둘 수 있으며 전체식을 파장lambda에 대한 식으로lambda =xd/nD(n은 차수)로 표현 가능하다. 본 실험에서는 주어진 반도체 레이저의 사용 파장과 m차 밝은 무늬 또는 어두운 무늬간의 거리 x, 그리고 슬릿과 스크린간의 거리 D를 알 수 있으므로 사용된 회절판의 슬릿의 간격도 알 수 있다.[그림4]이중슬릿에 의한 프라운호퍼 회절 무늬⑶ 다중슬릿에 의한 회절 (회절판 코드 : G)다중슬릿(회절격자)에 의한 빛의 회절은 영의 이중슬릿 실험분석과 유사하다. 이 회절격자는 스펙트럼을 연구하는 데 간단하고 가장 유용한 기구이다. 이 격자는 잘 닦여진 반사나 전송면 위에 균일하게 간격을 둔 미소평행선인 그릿(grid)으로 이루어져 있는데, 요셉 프라운호퍼(1787~1826)에 의해 광범위하게 사용되었다. 오늘날 보통 1센티당 10,000개 정도의 선을 가지는 격자들이 흔히 사용되고 있으며 빛의 파장을 정확히 측정하는데 사용되고 있다.[그림4] 다중슬릿에 의한 빛의 회절[그림4]에서 보는 바와 같이 평행광선이 회절격자에 입사된다고 가정하자. 또, 슬릿의 폭이 충분히 좁기 때문에 각각의 슬릿은 격자 뒤의 먼곳에 있는 스크린을 넓은 각도 범위에서 비춰주고 있다고 가정하여 간섭이 다른 모든 슬릿으로부터의 빛들과 일어난다고 하자. 각각의 슬릿에서 직진하는 (θ=0)빛들은 서로 보강 간섭을 일으켜 중앙에 밝은 반점을 만들게 된다.인접한 슬릿들로부터 빛들의 광로차가 정확히 파장의 정수배 즉 , △ℓ=nλ(n은 정수)를 만족하는 값 θ에서도 보강간섭이 생긴다. (직관적으로 보면, 파동이 서로 정수배가 되지 않으면 서로 상쇄되어 어중간한 강도를 가질 것이다.)d sinθ= nλ (n=0,1,2,…)---------(5) [보강간섭]d sinθ= (n+1/2)λ (n=0,1,2,…) ---(6) [상쇄간섭]이 식을 격자공식이라 하고 n을 무늬의 차수(order)라고 부른다. 이것은 이중슬릿의 경우와 똑같다. 그러나 이중슬릿과 다중슬릿의 회절무늬 사이에는 중요한 차이가 있다. 슬릿의 수가 많아질수록 극대는 더 예리하고 더 좁다. 즉, 격자의 선의 수가 많으면 많을수록 극대값은 예리하게 되고 더욱 정확한 빛의 파장을 측정할 수 있다.위의 격자공식에서 θ가 90°를 넘을 수가 없으므로 가장 높은 차수는 nmax = d/λ로 표시되므로 격자공간, d가 좀더 큰 격자가 작은 격자보다는 더 많은 차수를 발생시킨다. 즉, 스크린 상에서 더 많은 무늬를 관찰할 수 있다.입사광이 빛의 여러가지 다른 파장을 포함한다면(백색광원의 경우) 이것을 다색성원이라 한다. 회절격자에 의해 각 파장은 각 차수내의 각에서 상을 형성하고 구성 성분 파장으로 분포시킴으로써 스펙트럼을 형성하게 될 것이다.- 간섭호수에서 두 개의 물결이 만난다고 생각해 보자. 만나는 지점의 물결파의 높이는 두 물결파 각각의 높이를 더해서 얻은 결과와 같다. 파동의 중첩으로 나타나는 이런 현상을 파동의 간섭이라 한다. 파장과 진폭이 일정한 파동의 경우, 간섭이 잘 일어나 뚜렷한 간섭무늬를 관찰할 수 있다.보강간섭과 소멸간섭파장과 진폭이 같은 두 파동이 서로 만나서 마루와 마루 또는 골과 골이 일치하면 파동의 진폭은 원래 파동의 2배가 되고, 세기는 4배가 된다. 이 같은 경우를 보강간섭이라 한다. 이에 비해 마루와 골이 일치하여 파동의 진폭이 0이 되는 경우를 상쇄간섭이라 한다. 보강간섭과 상쇄간섭으로 일정한 무늬가 보이는 것이 간섭무늬이다.빛의 간섭과 파장 측정빛의 경우는 물결파나 소리와 달리 매질 없이 전파되므로 간섭현상이 나타나는 조건이 까다롭다. 동일광원에서 출발한 결이 맞는 빛이어야 간섭이 잘 일어나는데, 이런 빛을 간섭성이 좋은 빛이라 한다.빛의 간섭을 이용하면 빛의 속도나 파장을 측정할 수 있다. 간섭계라는 장치를 이용해 하나의 단색광을 두 갈래로 나누었다가 서로 만나게 하면 간섭성이 좋아 간섭이 잘 일어난다. 즉, 보강간섭이 일어나면 밝게, 소멸간섭이 일어나면 어둡게 된다. 이때 보강간섭을 기준으로 둘 중 하나의 빛이 출발하는 거리를 조금씩 조절해, 다시 보강간섭이 나타날 때까지의 변화를 측정하면 파장을 알 수 있다.얇은 막을 통한 빛의 간섭비누방울을 보면 여러 가지 색깔이 표면에 나타난다. 이는 비누방울의 윗면에서 반사한 빛과 아랫면에서 반사한 빛이 서로 간섭을 일으켜 소멸간섭하는 파장의 빛이 사라지기 때문이다. 예를 들어 붉은 빛이 사라지면 그 부분은 푸르게 보일 것이다. 비누방울 막의 두께가 고르지 않고 막의 움직임에 따라 두께도 변하기 때문에 색깔 또한 알록달록하게 변한다.- X선 회절(X?ray diffraction, XRD)X선 회절(X?ray diffraction, XRD)은 결정격자를 통과한 X선의 회절을 나타낸 영상이다.1912년 막스 폰 라우에가 이 현상을 발견하여 X선이 사실은 파장이 짧은 전자기파라는 것을 밝혔다.
1. 실험제목- 이슬점의 온도 측정(DEW POINT TEMPERATURE)2. 실험조 및 실험자-3. 실험목적- 회절된 레이저 빛의 세기를 이용하여 이슬점의 온도를 측정할 수 있다.4. 실험이론 및 배경⑴ 이슬점- 일정한 압력하에서 온도를 내려서 공기가 포화되는 순간의 온도. 노점(露點)이라고도 한다. 공기를 서서히 냉각시켜 어떤 온도에 다다르면 공기 중의 수증기가 응결하여 이슬이 생긴다. 이때의 온도를 이슬점이라고 한다. 이슬점은 수증기의 양에 의해 결정되므로 공기 속에 있는 수증기의 양을 나타내는 기준이 된다. 처음의 기온이 같더라도 상대습도가 다르면 이슬점은 달라진다. 이른 아침에 비가 오지 않았는데도 지면(地面)에 있는 돌 따위의 표면이 젖어 있는 것은 야간복사에 의해서 돌의 온도가 이슬점 이하로 떨어져서, 수증기가 돌의 표면에 응결하기 때문이다.한편, 상공으로 갈수록 기압이 낮아지므로 공기의 부피가 커져 수증기압이 감소한다. 따라서 이슬점이 낮아지는데 그 비율이 100m당 약 0.2℃ 감소한다.이슬점은 건습구(乾濕球)온도계를 사용해서 구할 수 있으나, 직접 이슬점습도계에 의해서 측정하는 경우도 있다. 이슬점온도계는 대기의 이슬점온도를 재는 측기로서 금속의 표면을 서서히 냉각시켜 이슬이나 서리가 생길 때의 온도를 측정할 수 있도록 한 온도계이다.? 이슬점을 활용한 예- 일반적으로 중방식 도장이라 일컫는 강교나 교량, 일반 플랜트 철재 도장시스템 시방서에는 작업 기상조건이 명시되어 있고 아래 주의사항 문구가 꼭 있다. ' 피도(도장)면 온도는 수분 응축을 방지하기 위해서는 이슬점 온도보다 최소 3℃이상 되어야 합니다.' 이는 아래 그림 장비를 이용하여 건구온도, 습구 온도를 측정 후 상대습도와 이슬점온도를 수치상으로 비교하여 도장 여부를 판단하는 기준으로 첨부한 표를 기준으로 상대습도, 이슬점온도 계산한 후 피도면 온도를 측정 및 비교하여 도장 여부를 판단한다. 일반적으로 생각하기에는 ‘날씨가 좋을 때 페인트칠을 한다’라는 생각은 상대습도나 낮거나 피도다. 포화수증기량은 온도에 따라서 변하기 때문에 공기가 포함한 수증기량이 일정하여도 상대습도는 온도에 따라 다른 값을 가진다. 예를 들어 일기예보에서 현재 습도가 100% 라고 한다면, 모든 공간이 물로 가득 차있다는 뜻이 아니라 현재 공기 중에 있는 수증기량이 현재 온도의 포화 수증기량과 같다는 뜻이다.더운 공기가 찬 표면에 닿으면 공기의 온도가 내려간다. 온도가 내려가면서 상대습도가 100%에 도달하게 된다. 더이상 기체 상태로 존재할 수 없는 수증기가 응결되어 차가운 표면에 달라 붙는다. 이 현상을 '김이 서린다'라고 표현한다. 김이 서리는 현상은 여러 곳에서 볼 수 있다. 추운 겨울날 유리창 표면에 김이 서리게 된다. 이는 습기를 많이 포함한 방 안의 더운 공기가 차가운 유리창과 만나 온도가 떨어지면서 포화수증기량이 낮아지자, 수증기가 응결되어 일어나는 현상이다.? 상대습도 산출- 상대습도는 주어진 온도의 포화 수증기량에 대한 실제 수증기량의 비 또는 포화수증기압에 대한 실제 수증기압의 비를 백분율로 표시한 것이다. 일상생활에서 공기의 건습정도를 나타낼 때 사용하는 습도가 바로 상대습도이다. 수증기압은 대기 중에 포함된 수증기의 압력을 말한다. 특히 포화수증기압은 주어진 온도에서 수증기를 최대로 포함했을 때의 수증기압이다. 현재의 수증기압과 포화 수증기압을 알면 상대습도를 구할 수 있다. 아래의 식으로 상대습도를 구할 수 있고, 건습구 온도계를 통해 구할 수도 있다.상대습도 = ( 현재 수증기압 / 포화수증기압 ) * 100? 기온과 상대습도의 일변화- 기온은 낮에 높고 밤에 낮다. 그러므로 낮에는 기온이 높아 포화 수증기량이 크므로 상대습도가 낮고, 밤이나 새벽에는 기온이 낮아 반대로 포화수증기량이 작아서 습도가 높다.? 상대습도와 이슬점의 관계※ 절대 습도- 대기 중에 포함된 수증기의 양을 표시하는 방법이다. 공기 1㎥ 중에 포함된 수증기의 양을 g으로 나타낸다. 수증기밀도 또는 수증기농도라고도 하는데, 공기 중의 수증기의 포화정도를 나타내는 상대습낮다.⑶ 광검출기- 광신호를 검출하여 전기적인 신호로 바꾸어 주는 역할을 하는 소자를 말하며, 광검출 소자나 검출하는 광신호의 종류에 따라 다이오드형 광검출소자, 광전도체형 광검출소자등이 있다. 광(光)이란 전자기파의 일종으로 파장이 사람의 눈에 의해 감지되는 가시광선(파장:약 0.3~0.9μm, 1μm는 백만분의 1m)과 그 파장에 가까운 자외선(파장:약 0.003~0.2 μm) 및 적외선(파장:약 0.9~1,000μm)을 통칭한다. 종류에는 입사한 적외선을 전압의 형태로 변환시켜 광검출이 가능하도록 하는 파이로일렉트릭(pyroelectric) 효과를 이용한 검출기, 광흡수에 의한 반도체 내에서 반송자 생성을 이용한 반도체 광검출기 등이 있다. 반도체 광검출 소자로는, 다이오드형 광검출소자와 광전도체형 광검출소자가 있다. 검출기를 만드는 데 주로 사용되는 반도체 재료로는 실리콘과 갈륨비소 등이 있다. 광전도체형 광검출기는 단순히 박막(薄膜)이나 후박(厚薄) 반도체의 양쪽에 금속접합을 한 형태를 하고 있는데, 이 저항성 반도체 면에 입사하는 빛이 흡수됨으로써 가전자대 전자가 들뜨게 되어 전도대 전자와 가전자대 정공이라는 반송자를 생성시킨다. 이렇게 생성된 반송자는 반도체막의 전기적 저항을 감소시킴으로써 외부회로에서 광신호가 검출되었음을 판명하게 해준다. 반도체 다이오드형 광검출기는 동종 혹은 다른 종류의 반도체 접합면에서 반송자 생성과 전송특성을 이용한 소자이다. 반도체 위에 pn접합을 만들고 접합계면에 빛을 쬐면, 광자 에너지를 흡수한 반송자가 생성된다. 광검출기에서 발생한 반송자의 흐름이 전류를 발생시키고 이는 외부회로와 상호작용에 의해 입사한 광신호에 상응하는 전기적인 신호가 된다. 이런 광검출기 종류는 pn 다이오드, pin 다이오드, 금속반도체금속다이오드, 양자우물형 다단계 다이오드 등이 있다. 레이저다이오드, 발광다이오드 등과의 결합형태로 사용되는 광검출기는 광통신 수단에서는 광섬유로부터 전송된 광신호를 감지한다. 컴퓨터의 주변기기, 산업분야에서 안, 광증배관)② 내부광전효과 → 주입되는 광자가 반도체에서 자유전하 운반체인 전자와 정공을 만들어 내는 방법 (예 : PN접합 광다이오드, PIN광다이오드, Avalanche 광다이오드)정공 : 빛이나 열로써 원자가띠가 전도띠 측에 천이되어서 원자가띠의 전자가 부족한 상태가 된다.이 전자의 부족으로부터 생기는 구멍(상대적으로 양의 전하를 가지고 있는 것처럼 보임)을 정공(홀)이라고 한다.⑷ He-Ne 레이저① 최초의 가스 레이저② 0.5mW ~100mW 출력까지 다양한 제품의 시판③ 붉은색 가시광선이 기초 광학 실험용과 홀로그래피의 제작 등에 사용④ 매질은 헬륨(He)과 네온(Ne)의 혼합 가스※ 헬륨은 네온을 쉽게 들뜨게 하는 매개 물질로서 작용함⑤ 레이저를 광원으로 사용하면 얇은 수막의 형성과 같이 육안으로 확인하기 어려운미세한 변화도 측정 가능.- He가스는 Ne가스를 여기시키기 쉽게 하기 위한 것으로써 길이가 수십 cm되는 모세관에 약 수torr(mmHg)이하의 He과 Ne을 채우고 수 천 볼트의 직류고전압을 가하여 방전시키면 전자가 He원자와 충돌하여 He이 2¹s 와 2³s 의 높은 에너지 상태로 들뜨게 된다. 이 들뜬 He원자는 Ne원자와 충돌하여 He에너지가 Ne에 전달된다. 충돌 후 He은 낮은 에너지 상태로 떨어지고 Ne은 각각 5s 와 4s상태로 들뜨게 되는데 이들보다 낮은 4p와 3p 상태는 수명이 이들보다 짧아서 쉽게 아래로 떨어지므로 결국 5s 와 4p 사이에서 밀도반전이 일어나고 4s와 3p 또는 5s와 3p 사이에서도 밀도반전이 형성된다. 이 때 공진기 선택하기에 따라서 5s와 4p 사이에서 적외선인 3.39㎛파장을 5s와 3p 사이의632.8nm 의 붉은 파장, 또는 4s와 3p 사이의 1.15㎛ 를 택할 수 있다. 일반적으로는 632.8nm 의 가시광 영역의 붉은 파장만을 발진 시키는 공진기를 사용하는 경우가 가장 흔하다.※ 다른 레이저의 종류① O2 레이저- CO2 가스 분자의 진동이나 회전 운동 상태의 변화에 의한 에너지 준15% 정도의 높은 효율로 큰 출력을 얻을 수 있는 발진을 시킨다. 연속 발진에서의 출력은 수십KW까지 가능하며, 금속 가공 등 산업용으로 널리 사용되고 있다.② 아르곤(Ar) 레이저- 강력한 가시광 영역의 레이저로서 수백mW의 출력에서 수십W의 출력을 내는 대형 아르곤 레이저가 있는데 제작이 어렵고, 고가이다.아르곤 레이저는 파장 488.0nm인 청색과 514.5 nm인 녹색에서가장 강력한 레이저 빛이 발생되며, 조명 효과가 뛰어나서 특수조명에 많이 쓰이고 있는데 레이저 쇼,TV 쇼 등 무대 조명에서도 이용되고 있으며 연구실에서도 색소레이저의 여기용으로도 쓰이고 있다.③ 색소 병변(pigmented lesions)에 사용되는 레이저- 색소병변의 치료라 함은 자연적이거나 정상적인 피부색 이외의 색소를 파괴시키는 것이 주 목적이 다. 이러한 색소포(chromophore)는 두 가지가 있는데 하나는 피부 내부의 멜라닌에 의한 것이고 다른 하나는 외부에서 주입된 색소(dye)에 의한 것이다. 따라서 이들을 치료하기 위해서는 6장(레이저와 연 조직 간의 상호작용II)에서 설명한 바와 같이 레이저의 펄스폭이 색소포의 TRT보다 짧아야 하는데 이 를 위해서는 Q-switching방식의 레이저를 사용하여야 한다. 피부내부의 멜라닌에 의한 색소 병변의 치 료로는 현재 아래와 같이 3가지 종류의 레이저가 널리 사용되고 있다.ㄱ. Q-switched Ruby laser(발진 파장:694 nm)- 루비레이저는 3준위 에너지(three level energy system)를 가지고 있기 때문에 다른 고체레이저와는 다르게 레이저 발진 시 플래쉬 램프(flashlamp)에 인가한 전기에너지가 레이저 빛 에너지로 전환되는 효율이 떨어진다. 발진된 레이저의 펄스폭은 약 20-40 ns 이며 고 반복으로 레이저가 발진 되지 않는다는 단점이 있다. 또한 침투 깊이가 깊지 않아서 진피층에 있는 색소병변을 치료하기가 어렵다.ㄴ. Q-switched Alexandrite laser(발진파장:755는다.
-예비레포트DateProposeSpectroscopy를 조사하여 Absorbance, Transmittance and Beer-Lambert law의 관계에 대해 이해하고 그 의미를 파악하여 보자.IntroductionSpectroscopy분광학(Spectroscopy)분광학(Spectroscopy)은 원래 파장(λ)에 따른 빛과 물질 간의 상호작용을 연구하는 학문이었다. 과거에는 주로 프리즘 등을 이용하여 파장 별로 분산된 가시광선을 관찰하는 것을 의미했다. 이후에 이 개념은 확장되어 파장 혹은 주파수(ν)에 따른 어떤 양을 측정하는 것을 뜻하게 되었다. 그래서 입자 복사와의 상호작용 혹은 주파수가 변하는 전자기장에 대한 반응을 연구하는 것도 분광학이라 불린다. 그뿐만 아니라 광자의 E=hν의 관계에 따라 파장이나 주파수 대신 에너지(E)를 변수로 사용하는 것도 포함하게 되었다. 파장이나 주파수의 함수로 주어지는 반응 값을 도표로 나타낸 것을 스펙트럼이라 부른다.분광학은 이러한 반응 값을 측정하는 것이며 이러한 측정을 위해 사용하는 장치가 분광계 혹은 분광사진이다. 분광계라는 용어는 원래 분광학이 처음 시작된 광학 분야에서 유래한 것이다.분광학은 물리와 분석화학 분야에 적용되는데 물질에서 방출되거나 물질에 흡수되는 스펙트럼을 분석하여 물질을 식별한다. 또한, 분광학은 천문학이나 원격 센서에도 중요하게 사용된다. 대부분의 대형 망원경에는 분광계가 설치되어있으며 천체의 화학적 조성과 물리학적 특성을 측정하거나 스펙트럼선의 도플러 이동을 통해 천체의 속도를 측정하는 데 사용된다.분광학의 원리일반적으로 빛이 물체에 닿으면 그 빛은 1 물체의 표면에서 반사, 2 물체의 표면에서 조금 내부로 들어간 후 반사, 3 물체에 흡수, 4 물체를 통과하는 빛으로 나누어지는데 물체에 의하여 흡수되는 빛의 양은 그 농도에 따라 다르다. 그러므로 이와 같은 빛의 흡수현상을 이용하면 시료용액 중의 빛을 흡수하는 화학물질의 양을 정량할 수 있다. 이와 같이 시료용액, 또는 적당한 시약을 넣어 발색시킨 용액의 흡광도법이라고 하는데 주로 자외선(ultraviolet, 180~320nm) 및 가시광선 (visible, 320~800) 영역에서 빛의 흡수를 이용한다분광법의 종류적외선 분광법 (IR: Infrared Spectroscopy)라만 분광법 (Raman: Raman Spectroscopy)X-선 분광법 (XRF: X-ray Spectroscopy)자외선, 가시광선 분광법 (UV-Vis: Ultraviolet/Visible Spectroscopy)근적외선 분광법 (NIR: Near Infrared Spectroscopy)Auger 전자분광법 (AES: Auger Electron Spectroscopy)X-선 광전자분광법 (XPS: X-ray Photoelectron Spectroscopy)원소분광법 (AAS: Atomic Absorption Spectroscopy)Absorbance and Transmittance흡광도(Absorbance, A)란 물질의 광흡수의 정도를 양으로 나타낸 것으로 흡광도(A)는A = log 입사광의 광도/반사광의 광도이다.즉, 강도 I0의 단색광이 균일한 물질층을 통과하여 그 강도가 I가 된 경우, log (I0/I)의 값이라고 말할 수 있다.투과도(transmittance, T)란 시료용액을 통과한 빛의 양이다.흡광물질이 존재하지 않았을 때의 빛의 강도(I0)에 대한 흡광물질이 존재할 때의 빛의 강도(I), 즉 T=I/I0로 표시되기 때문에 빛의 투과율은 항상 1보다 작으며 다음과 같이 %로 표시될 수 있다. %T = T×100위의 정의를 통해 흡광도와 투과도 사이의 관계는-log 투과도(transmittance, T) = 흡광도(absorbance, A) 라는 결론을 도출할 수 있다.다음의 세가지 예를 통하여 빛의 통과율, 흡광도에 대한 이해도를 높일 수 있다.예1) 빛의 통과율이 0.347이면 흡광도는 얼마인가?A = -log(0.347) 이므로 A = 0.460예2) %T 가 49.6%인 시료의 흡광도는 ?%T = T×100 이므로 T= 49.6/100= 0.496A = -log(0.496)이므로 A = 0.305예3) 흡광도가 0.774이면 %T는?A = -log T 이므로 0.774 = -log T, T = 0.168%T = 0.168 ×200 = 16.8%Beer-Lambert lawBeer와 Lambert는 아래와 같은 관계식을 정립하였다.A= a(λ) X b X cA는 측정된 흡광도(absorbance), a(λ)는 화홥물에 따라 결정되는 상수, b는 빛이 통과한 시료층의 길이로 보통 cm 단위로 표시되며, c는 시료의 농도이다.농도의 단위를 몰농도(molarity)로 하고 b를 cm단위로 했을 때의 흡광계수 a(λ)를몰흡수율(molar absorptivity), 또는 몰흡광계수(molar extinction coefficient)라고 하며 ε로 표시한다. 단위는 M-1 cm-1가 된다.그러면 Beer-Lambert law는 다음과 같이 정의된다.A = ε X b X c특정 파장의 빛(단색광)에 대해서 각 물질은 고유의 흡광계수를 가지는데 이것을 Bouguer의 법칙이라 한다.주어진 단색광에 대해서 주어진 물질의 흡광도는 농도가 일정하다면 빛이 통과한 시료층의 길이에 비례하는데 이를 Lambert의 법칙이라고 한다.주어진 단색광에 대해서 주어진 물질의 흡광도는 빛이 통과한 거리가 일정하다면 농도에 비례하는데 이것을 Beer의 법칙이라고 한다.따라서 Beer-Lambert 법칙은 Bouguer의 법칙 하에서 Beer와 Lambert의 법칙을 섞은 것이라고 할 수 있다.
H2O가 자신보다 약한 ligand를 치환해서 들어가는 Aquation Reaction 이해 산 촉매의 농도에 따른 Pentaamine Chloro Cobalt(Ⅲ)이온 수화속도 측정 흡광도를 이용하여 수화속도에 따른 반응의 정도를 확인Ⅰ. Aquation 착물속의 리간드가 Aquo H2O와 치환 응 하는것 또는 무수염이 Aquo 착염이 되는 반응. Ex)적자색의 [Co(NH3)5Cl]Cl2의 수용액→ 붉은색의 [Co(NH3)5H2O]Cl2 생성1)물의 교환이 매우 빠르게 일어나는 부류 교환 속도 상수가 K≥108/s인 부류의 이온들은 알칼리 금속과 알칼리 토금속 이온(Be2+ 와 Mg2+는 제외),Ⅱ B족(12) (Zn는 제외), Cr2+ 및 Cu2+ . 2) 교환 속도 상수가 104~108/s 사이인 부류 2가의 첫 번째 계열의 전이금속 (V2+, Cr2+, Cu2+는 제외), Mg2+ 와 3가 란탄족 이온. 3) 교환 속도 상수가 1~104/s 사이인 부류 Be2+, V2+, Al3+, Ga3+ 그리고 여러가지 3가의 첫 번째 계열의 전이금속이온을 포함. 4) 교환 속도 상수가 10-6~10-3/s 사이인 부류 이 부류의 이온은 난치환성. Cr3+, Co3+, r3+, Pt2+가 이 부류에 속함.LFSE에 의한 안정화 CO3+는 low spin 으로 LFSE가 큼. Lability( 치환용이성) Co(Ⅲ) Cr Mn(Ⅲ) Fe(Ⅲ) Ti(Ⅲ) V(Ⅲ) → Co는 같은 주기에서 유효핵전하가 큼. Charge ↑ ,size ↓ ,LFSE ↑ →Lability가 작다. →치환속도가 느리다. ┌→ 물의 치환속도 느리면 → UV로 확인 가능 └→ 물의 치환속도 빠르면 → UV로 확인 불가능결정장 분리서열 →리간드 서열 순서상 H2O 가 Cl-보다 우세하다.I- Br- S2- SCN- Cl- N3-, F- urea, OH- ox, O2- H2O NCS- py, NH3 en bpy, phen No2- CH3-, C6H5- CN- CO1) 해리 매커니즘 - SN1반응 떨어져 나가는 기의 결합을 끊는데 활성화 에너지가 기여하는 치환반응을 해리반응 혹은 d반응이라고 함.Step1 : ML6 → ML5 + L (slow) Step2 : ML5 + E → MX5E (fast) 중심금속에서 Ligand 1개가 해리되어 Ligand수가 감소된 착물 생성→새로운 Ligand가 결합하는 2단계로 반응이 진행. (Co3+는 6배위 착물 →중간에 5배위 착물이 만들어짐)속도결정단계- 이탈기 L에 대한 결합이 끊어지면 다섯배위 중간체가거의 순간적으로 새로운 Ligand E와 반응 - 중간체의 수명이 짧아 검출하여 확인하기 힘듦. - leaving group의 종류에 영향을 많이 받음. - Rate=k1[Co(NH3)5Cl]2+2) 회합 메커니즘 - SN2반응 Step1 : ML6 + E → ML6E (slow) Step2 : ML6E → ML5E + L (fast) - 착물에 새로운 ligand가 들어가서 배위수가 증가한 착물을 만들고 다음에 먼저의 ligand가 떨어져 나가는 메커니즘. - H2O=Nucleophile → 7배위 착물형성 → 결합이 약한Cl-가 떨어져 생성물 형성. - Rate = k2[Co(NH3)5Cl]2+[H2O]속도결정단계3) 교환 메커니즘 교환성 회합 : M-Y 결합이 완전히 형성되기 전에 M-X 결합이 끊어지기 시작. 교환성 해리 : M-X 결합이 완전히 끊어지기 전에 M-Y결합이 형성되기 시작. - 착물에서 리간드가 떨어지는 동시에 새로운 리간드가 들어가는 반응. - ML5X+ Y → ML5X …Y → ML5Y +X1) 산 가수 분해(수화 반응) 수용액 중에서 용매인 물이 관여하여 다음과 같은 반응이 일어남. [Co(NH3)5X]2+ + H2O → [Co(NH3)5(H2O)]3+ + X- ⇒ 정반응 속도는 처음 착물의 농도에 의존하는 일차 속도식으로 나타내어짐. rate = kobs[Co(NH3)5X]2+*Mechanism* [(NH3)5Co-Cl]2+ + H+ → [(NH3)5Co-ClH]3+ [(NH3)5Co-ClH]3++ H2O → [Co(NH3)5(H2O)]3++ Cl- + H+ ⇒ 산 촉매는 배위된 Cl-에 H+의 첨가 후 약한 Co-HCl 결합이 H2O 에 의해 쉽게 치환된다.2) 염기 가수 분해 산[Co(NH3)5X]2+ 의 치환반응은 pH10보다 크게 되면 OH- 와 반응이 일어나는 속도 증가. [Co(NH3)5Cl]2+ + OH- → [Co(NH3)5(OH)]2+ + Cl- rate = kobs[complex][OH-] - 착물의 conjugated base 가 생성되고 그것이 해리되어 반응이 진행.* Mechanism * [Co(NH3)5Cl]2+ + OH- → [CoCl(NH3)4(NH2)]++ H2O [CoCl(NH3)4(NH2)]+ → [Co(NH3)4(NH2)]2+ + Cl- (slow. 속도 결정 단계) [Co(NH3)4(NH2)]2+ + H2O → [Co(NH3)5(OH)]2+*Total Reaction * [Co(NH3)5Cl]2+ + H2O → [Co(NH3)5(H2O)]3++ HCl * Mechanism * ① [(NH3)5Co-Cl]2+ + H+ → [(NH3)5Co-ClH]3+ ⇒ 산 촉매는 배위된 Cl- 에 H+ 의 첨가로부터 얻어짐. ② [(NH3)5Co-ClH]3++ H2O → [(NH3)5Co(H2O)]3+ + Cl- + H+ ⇒ 약한 Co-ClH 결합은 H2O에 의해 쉽게 치환.[Co(NH3)5Cl]2+ + H+ → [(NH3)5-Co-Cl-H]3+[(NH3)5-Co-Cl-H]3+ + H2O → [(NH3)5Co(H2O)]3+ + HClrate= k [Co(NH3)5Cl]2+[H+]1) 반응 속도의 결정 가시 광선 영역 550nm에서 반응물과 생성물은 다른 흡광 계수를 가지므로 시간에 대한 파장의 흡수 강도의 변화는 반응 속도에 이용. 반응농도 측정이 곤란하므로 흡광도 이용. 흡광도식 A= εbc (ε:몰 흡광계수, b:셀두께 c:농도) 흡광도∝ 농도 ∴흡광도 측정을 통해 반응속도 상수 결정. ⇒ 산 촉매 반응일 경우, rate = k[complex][H+]n = kobs[complex] (∴= kobs =k[H+]n 즉, kobs는 [H+]n에 의존한다.)2) kobs의 측정(observation,가장 근사한 값) first-order kinetic slope이용. ⇒ slope : kobs = -ln(A-A∞) / △t (시간에 대한 ln(A-A∞)를 plot 하여 나오는 기울기가 1차 속도상수)3)이론적 A∞를 사용한 계산 Beer-Lambert 법칙 A = εbc ε=[Co(NH3)5(H2O)]3+의 경우 550nm에서 21.0, b=1cm , c=1.2×10-2M.(반응물의 농도는 실험 시 우리가 취하는 양에 의해 달라질 수 있다.) ⇒ A∞ = 21.0×1×(1.2 ×10-2)= 0.2526. 흡광도를 측정하는 이유 반응속도를 결정하는 데에는 시간의 함수로써 파장에서 흡수강도의 변화가 편리한 수단이 된다. [Co(NH3)5(H2O)]3+는 [Co(NH3)5Cl]2+와 다른 흡광 계수를 가진다.시약 : [Co(NH3)5Cl]Cl2, HNO3, 증류수 기구 : 100ml 메스플라스크, 삼각 플라스크, 항온조, stop watch, 피펫, cell, UV-vis spectrophotometer(분광 광도계)① 0.1N, 0.3N 의 HNO3 로 각각 100mL 씩 만든다. ② 만든 HNO3를 삼각 플라스크에 85ml를 담아 항온조(60℃)에 15분간 방치한다. ③ 각각의 플라스크에 같은 양의 [Co(NH3)5Cl]Cl2를 충분히 첨가한다. ④ 착물이 완전히 녹을 때까지 흔든 뒤 다시 항온조에 넣는다. ⑤ 60℃까지 온도 오르면 10분 간격으로 8mL 시료를 뽑아 cell에 넣고 UV-VIS spectrum 찍기.(100분간) ⑥ 매 10분 간격으로 측정한 data로부터 550nm의 흡광도를 기록하여 kobs를 구한다.{nameOfApplication=Show}
0. 실험제목 : Spectroscopy1. 날짜, 시간 : 2011년 3월 22일 (화) 14:30~2. 이름 :3. 시약 및 기구0) Monochromator (단색화 장치)광원에서 들어온 연속파장의 자외선 및 가시광선을 각 파장별로 분산시켜 단색화 된 빛을 얻는 장치로 넓은 범위에 걸쳐 연속적으로 복사선 파장을 변화시킬 필요가 있거나 원하는 경우에 스펙트럼을 주사하는 장치이다. 자외선, 가시선 및 적외선 단색화 장치는 슬릿, 렌즈, 거울 및 프리즘 또는 회절발을 이용한다. 회절발은 분광기의 분해능을 결정하는데 있어 중요한 역할을 하며 홈의 수가 많은 것이 분해능이 좋다.(1) 장점① 장치가 간단하며 가격이 싸다.(2) 단점① 분산된 띠나비는 어느 정도의 띠폭을 가지므로 오차가 생길 수 있다.② 한 번에 하나의 파장만을 통과시키도록 되어 있어 다중채널 검출기로는 일반적으로 유용하지 못하다.1) 회절격자collimationg lens : 빛이나 입자를 한방향으로 일정하게 정렬시키는 역할을 한다.평면유리나 오목 금속판에 여러 개의 평행선을 같은 간격으로 새긴 것으로, 이것에 빛을 조사하면 투과 또는 반사된 빛이 파장별로 나뉘어서 그 스펙트럼을 얻을 수 있다. 프리즘보다 빛을 분산시키는 성능이 좋고 스펙트럼띠가 장파장인 빨강 쪽에서도 좁아지지 않으며, 빨강에서 보라에 이르기까지 스펙트럼의 색띠가 각 파장마다 균일하게 퍼지며, 스펙트럼띠가 1차·2차·3차로 병렬적으로 나타나는 점 등 프리즘에 의해 일어나는 것과는 다른 특징을 볼 수 있다.회절발을 제작하는 데는 보통 다이아몬드 각선기를 사용하는데, 1mm당 수천 개나 되는 가는 선을 새기는 작업은 극히 어려우므로 실제로는 선을 새긴 회절발을 플라스틱에 옮기고 이것을 유리판에 붙인 레플리카(replica)격자를 이용하는 경우가 많다.- 회절 : 파동이 장애물 뒤쪽으로 돌아 들어가는 현상. 입자가 아닌 파동에서만 나타나는 성질이다.단색화의 원리회절격자의 유리에는 무수히 많은 눈금이 새겨져 있다. 모든 파동은 조그만 틈그러나 빛은 파장이 매우 짧아 (적색광≒0.0000004m) 웬만한 틈을 통과해도 진행방향이 꺽이는 일은 일어나지 않게 되어 벽 뒤에 있는 모습이 보이지 않고 말소리만 들리는 것입니다.파장이 이렇게 작은 빛이 회절이 일어나려면 빛이 통과하는 틈도 매우 작아야 한다. 이렇게 빛이 통과해서 회절이 일어나도록 만들어 놓은 것이 바로 회절격자다. 실제 회절격자는 1mm두께에 무려 100개 이상의 선을 그어져 있으며, 두 라인 사이의 간격은 1mm/100 = 0.01mm = 0.000001m 이다. 빛의 파장에 가깝기 때문에 이정도면 빛이 통과하면서 회절이 일어나게 된다. 그런데 빛이 통과하는 틈이 수없이 많이 존재한다. 각 틈을 통과하면서 회절되는 빛들은 서로 간섭을 하게 되고, 보강간섭(두 빛이 합쳐져서 더 밝아지는 것)과 상쇄간섭(두 빛이 합쳐져서 더 어두워지는 것)이 반복적으로 나타나게 된다. 이러한 원리에 의해 단색화가 되는 것이다.2) PMTMonochromator 에서 받은 빛을 증폭시키는 장치이다. 광자가 PMT내부의 금속판에서 광전효과를 일으켜 원자로부터 전자를 떼어내고 전자들이 연쇄적으로 전자의 수를 증폭시켜 전기신호를 만든다. 고전압을 분배하여 각 다이노드에 걸어준 뒤 다이노드에 걸리는 전압은 각 다이노드의 개수가 증가할수록 높으므로 전자가 계속 가속되어 전극에 충돌하게 되어 최종 전극에서 증폭기로 증폭하여 신호처리를 한다. 스위치를 통해 기울기를 조절하여 사용할 수 있다.3) SPECTRO TUBE미지의 기체 시료가 들어있는 튜브POWER SUPPLY에 창착시 방향은 관계가 없다.4) POWER SUPPLYSPECTRO TUBE를 장착하며 Monochromator에 빛을 방출하는 장치 로 각 기체가 방출하는 파장대가 달라 다른 색을 방출한다.다만, 큰 voltage가 걸려서 온도가 높을수 있으므로 주의한다.슬릿에 너무 가깝게 대면 녹을수가 있으므로 너무 가까이 대지 않도록 한다.4. 실험 방법1. Computer power ON2. Monochro하면 전자가 두개가 되고,두개가 다시 금속에 충돌하면 4개가 되는 방식으로신호를 증폭시켜 준다.4. Power supply ONSpectro tube을 장착시키는 장치-각 기체에 광원공급전기가 통할 수 있으므로 장갑을 끼고 전원을 킨다.5. Mono_PCI 프로그램 실행6. Spectro tube 3개 선택■ Table 과 Spectrum peak 를 비교하면서 기체 종류 예측(예측이 쉽지 않음)7. Spectro tube를 Power supply 에 장착분석하고자 하는 기체를 진공상태의 유리관에 채워넣음8. 프로그램 내에 parameter click9. Scan 영역을 설정우리 실험실의 기계는Start wavelength : 350nm-400nmEnd wavelength : 700nm-800nm 의 파장대를 잘 감지한다.10. Points 설정을 높이하면 좋다.(End wavelength - Start wavelength )11. Scan start12. Peak 분석 결과 구분이 힘든 경우 slit 과 기울기를 조절13. 파일 저장14. Excel 프로그램으로 data file 을 얻어서 spectrum을 얻는다.15. 나머지 2개의 spectro tube 도 spectrum 을 찍어서 data 를 얻는다.16. 참고자료를 이용하여 나머지 미지기체의 성분을 알아낸다.실험실 요주의요망!!!!- Power Supply 는 상당히 높은 전력을 사용하므로 상당한 주의가 요망된다.- 실험 전 미리 Power Supply는 예열 하도록 한다.5. 실험 결과-미지시료 #41)in slit 1.00 , out slit 2.002) in slit 2.00 , out slit 2.00- 4번 미지기체시료의 Visible 방출색- 문헌값 비교결과 #4 미지기체시료는 Helium 으로 추정ColorWavelenghth (A)Violet4000Violet4000Violet4000Blue4500Blue4550Blue4550Blue4800Green5000Green5100Yellow5 #6 미지기체시료는 Neon 으로 추정ColorWavelenghth (A)Red6150Red6200Red6600Red6700Red6850-미지시료 #81)in slit 1.00 , out slit 2.002) in slit 2.00 , out slit 2.00- 8번 미지기체시료의 Visible 방출색- 문헌값 비교결과 #8 미지기체시료는 Argon 으로 추정ColorWavelenghth (A)Violet4400 (Hazy)Violet4600Green4950Green5250Green5500Green5600Green5700Yellow5950Red6100Red6250Red6300Red6400Red6500Red6600Red6700Red6800Red7100Red72006. 토의이번 실험은 spectroscopy 즉, 분광학 방법 중 하나인 ~~을 이용하여 spectro tube의 미지기체 시료를 확인하는 실험 이었다. 실험실에는 매우 많은 종류의 spectro tube가 있었는데 그 중에서 우리는 4번, 6번, 8번 총 3개의 spectro tube의 미지기체 시료를 문헌값과 비교하여 분석하였다.우선 실험 방법 자체는 매우 간단하였다. 광원에서 가시광선을 방출하여 미지기체시료를 통과한다. 그리고 Monochromator라는 단색광 장치에 의해 파장대별로 빛이 나눠지며 이후 증폭되어 voltage 신호로 전환되어 컴퓨터에서 Mono_PCI 프로그램을 통해 spectrum이 나타나게 된다.이처럼 실험방법은 매우 간단하였지만 실제 실험에 있어서는 약간의 어려움이 있었다. 가장 큰 요인은 실험실에 있는 기기가 오래되어 다소 정확성이 떨어 진다는 점이었다. 이로 인하여 스펙트럼에는 우리가 원하는 미지기체시료의 파장대와 무관한 피크들이 나올 가능성이 있는데, 이러한 피크들이 크지 않다면 크게 문제 될 것이 없지만 너무 커져 버리면 실제 그 미지 시료의 피크가 상대적으로 작아지는 즉, noise와 같이 처리되어 정확한 분석을 할 수 없게 된다.실제 실험에서도 위와 같은 현상이 wavelength(350nm ~ 400nm) 와 end wavelength(700nm ~ 800nm)을 사용하였다. 그 이유는, 현재 실험실에 있는 기기가 이 파장대에서 가장 효과적으로 스펙트럼을 검출할수 있었기 때문이다.2) gain과 offset 장치는 조작하지 않고 그대로 두었다. 우선 이번 실험은 미지기체시료 하나당 총3번에 걸쳐서 실험을 하였다. gain과 offset은 각각 함수에서 기울기와 y절편에 해당된다. 따라서 기울기와 y절편으로 사용 되는 gain과 offset을 조작하게 되면, 똑같은 spectro tube에 의한결과라 할지라도 시각적으로는 다르게 보일 수 있으므로 이번 실험에서 조작하지 않고 처음 상태 그대로 두고 실험을 하였다.3) 기기의 input slide와 output slide의 정도를 적절히 조정하여 실험을 하였다. 우선 이번 실험에서는 오래된 기기의 사용과 주변 환경에 의해 noise는 불가피 하게 발생한다. input slit와 output slit을 사용함으로써 noise를 줄여 spectrum에서 peak broading현상을 줄 일수 있다.보통 slit을 줄여 나가면 noise가 줄어든다. 먼저 우리조는 out slit은 2.00으로 고정하였고, inslit은 1.00, 2.00으로 하여 실험을 하였다.위의 경우처럼 nosie를 최대한 줄이면서 실험을 한 결과, in slit 1.00과 2.00의 경우 3가지 미지기체 시료 모두 비슷하게 나온 것을 확인할 수 있다. 따라서 실험이 끝난 직후에는 이번 실험결과가 매우 성공적으로 끝난 것으로 알고 쉽게 reference값과 비교하여 spectro tube의 미지기체 시료를 확인 할 수 있을 것으로 예상했다. 그러나 실제 우리의 데이터를 통해 미지기체시료를 알아내기는 매우 어려웠다.조원들과 우리의 데이터를 reference와 비교해 본 결과 여러 가지 요인에 의해 정확하지는 않지만, 4번의 미지기체시료는 약간 붉으면서 보라색을 띄고 있는 것을 확인 할 수 있는데, 최대피내렸다.