현대물��실험 분광기의 원리 예비보고서

1. 실험 제목
- 분광기의 원리

2. 실험 목적
- 회절격자 분광기(diffraction grating spectrometer)를 이용하여 기체 방전관에서 나오는 빛의 스펙트럼(spectrum)을 관측하고 각 휘선의 파장을 구한다.
- 측정으로부터 빛의 파동성을 이해하고 파동의 대표적인 현상인 간섭효과를 관찰할 수 있다.
- 여러 가지의 광원에서 나오는 빛이 포함하고 있는 성분들을 파장별로 분간하여 빛 이 발생하는 원리를 이해한다.

3. 실험 이론
- 파동적인 입장에서는 빛이 가지고 있는 파장에 따라 빛을 구분하여 파장이 긴 쪽 으로부터 장파, 중파, 단파, .., 적외선, 가시광선, 자외선, X-선, γ-선이라 한다. 이중 우리가 통상적으로 빛이라 하는 것은 우리 눈으로 감지할 수 있는 가시광선 을 보통 이야기 한다.
가시광선은 300nm∼700nm의 파장을 갖고 있고, 그 파장에 따라 우리는 색깔이 다른 것으로 받아 들인다. 그러나 태양에서 나오는 빛처럼 여러 종류의 파장이 연속적으로 섞여 있는 경우도 있고, 네온사인이나 레이저에서 나오는 영롱한 빛처럼 몇 개의 불연속적인 단일 파장으로 구성되어 있는 빛도 있다. 후자의 경우, 파장에 대해 그 섞여 있는 정도를 스펙트럼(spectrum)이라고 한다. 스펙트럼을 측정 하는 초보적인 방법은 프리즘으로 빛을 굴절시켜 보는 것이다. 유리의 굴절율이 파장에 따라 다르기 때문에 굴절된 빛은 색깔 별로 분리되는데 이 방법으로는 측정 정밀도(분해능이라 함)에 한계가 있다. 분해능을 높이기 위해서 회절격자를 이용하는데 이는 빛의 간섭현상을 이용한 것이다.
회절격자는 평면유리나 오목한 금속판에 다수의 평행선을 등간격으로 새긴 것으로 이것에다 빛을 비추면 투과 또는 반사된 빛이 파장 별로 나뉘어서 그 스펙트럼을 얻을 수 있다. 이 회절격자(평면유리로 만들어진)에 평행으로 입사한 빛들은 금이 그어진 곳에서는 흡수가 되거나 산란하여 버리고 금이 그어지지 않은 좁은 틈으로 들어오는 빛은 통과한다.