[자연과학] 광학실험 - 회절 격자에 의한 빛의 파장 측정

광학실험 - 회절 격자에 의한 빛의 파장 측정 1. 실험목적 빛이 입사될 때 격자 속에서는 파장에 따라 회절되는 각이 다르게 나타나는데 그 회절된 각을 측정하고, 그 각이 무엇을 의미하는지를 안다. 그런 후 기체들의 스펙트럼을 측정하여 가장 강한 빛의 스펙트럼의 파장을 구하여 본다. 2. 실험원리 회절격자를 이용하면 빛의 파장을 정확하게 측정할 수 있다. 먼저 이 실험에서 중요한 회절격자와 분해능에 대해 알아 보자. `회절격자` 회절격자는 평면유리나 오목한 금속판에 다수의 평행선을 등 간격으로 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. 그러나 통과한 빛은 그대로 직진하지 않고 호이겐스 원리에 의하여 회절 되어 원기둥 형태로 퍼져 나간다. 이때 이웃하는 틈으로 통과한 빛과의 광로 차이가 파장의 정수배가 되는 조건이라면 서로 보강간섭이 일어나서 빛이 강해지나, 광로차이가 파장의 정수배가 아닐 때에는 소멸하여 버린다. 따라서 보강간섭이 일어나는 조건이 성립하는 어떤 특정한 방향으로만 빛이 밝게 비추어지고, 그 조건은 그 빛의 파장에 따라 달라지기 때문에, 여러 파장의 빛이 섞여 있을 때에는 프리즘에서처럼 파장 별로 분리가 되는 것이다. 그림 1. 회절격자에서 θ로 산란된 빛 `분해능` 분해능을 사전에서 찾아보면, 『광학계의 결상성능을 나타내는 용어』라고 되어 있다. 분해능을 대상이 되는 광학계에 따라 여러 종류로 나누어 볼 수 있지만 우리가 실험한 분광기의 분해능을 초점으로 하여 살펴보자. 여기서 분해능이란, 접근해 있는 2개의 스펙트럼선을 분해하여 관찰할 수 있는 능…
분해능을 대상이 되는 광학계에 따라 여러 종류로 나누어 볼 수 있지만 우리가 실… 3. 실험기구 Spectrometer, 회절격자