물��화학실험 결��보고서 컨쥬게이션 염료의 흡수 스펙트럼

소개

17세기 후반 Isaac Newton은 프리즘을 통과한 태양 빛이 무지개처럼 여러 색으로 나누어지는 것을 발견하고는 이를 ‘스펙트럼’이라 불렀으며, 여러 색으로 나누어진 빛을 합치면 다시 흰색의 빛이 되는 것을 알아내었다. 이렇게 뉴턴에서부터 분광법(Spectroscopy)은 발전하게 된다. 즉 빛을 파장(또는 에너지) 별로 나누어 파장에 따른 세기를 측정하는 것이 분광법 이라고 하며, 이에 사용되는 장치를 분광기라고 한다.
19세기 초반에 이르러서는 분광기의 분해 성능이 크게 향상되었으며, 이를 사용하여 태양 빛을 나누어 자세히 조사한 결과 수백 개의 검은 선들이 관찰 되었다. 1814년 Fraunhofer는 검은 선들의 상대적 위치를 정확하게 재었는데, 이들 선이 왜 존재하는 지에 대한 만족할 만한 설명은 하지 못하였다. 1830년에는 금속 염을 불꽃에 넣으면 금속 종류에 따라 특유한 색의 빛이 나오는 것이 관찰되었으며, 개량된 분광기를 통해 이 빛을 분산시켜 조사한 결과, 규칙적인 여러 선들이 발견되었다. 1859년 Kirchhoff왿� Bunsen은 금속 염을 넣은 불꽃에 빛을 통과 시킨 후, 통과된 빛을 분산시켰다. 분산된 스펙트럼에는 금속 원소가 빛을 흡수하여 생긴 검은 선이 생김을 관찰하였고, 그 검은 선의 위치가 빛을 통과시키지 않았을 때, 불꽃에서 나오는 빛의 선과 똑같은 위치에 있음을 발견하였다. 그들은 이로부터 ‘스펙트럼에서 어떤 원소가 흡수하는 빛의 파장과 방출하는 빛의 파장은 정확하게 똑같다’는 결론을 얻었다. 이들은 나아가 Fraunhofer 선은 태양 주위의 차가운 대기 층에 존재하는 원소가 태양 빛을 흡수하기 때문에 생기는 것이라 설명하였고, 여러 금속 원소의 스펙트럼과 태양 빛의 스펙트럼을 비교하여 어떤 원소가 태양에 존재하는가도 밝혔다. 이 방법은 현재 물질에 존재하는 금속 원소를 찾아 내고, 흡수나 방출세기로부터 농도를 구하는 원자분광법의 기본이 되었다.