원자 구조의 신비를 탐구하다 수소와 수은의 선스펙트럼 분석

1. 분광기 제작 및 수소와 수은의 선스펙트럼 관찰

분광기 제작은 빛의 파장을 분석하여 원자의 구조를 이해하는 데 중요한 첫 걸음이다. 이번 실험에서는 간단한 분광기를 만들어 수소와 수은의 선스펙트럼을 관찰하였다. 분광기를 제작하기 위해 먼저 CD 또는 DVD의 표면을 사용하여 빛을 프리즘처럼 굴절시킬 수 있는 방법을 선택하였다. CD의 미세한 홈이 빛의 파장을 분산시키는 역할을 하여 다양한 색으로 나누어준다. 또한, 분광기의 본체는 단순히 종이를 접거나 카드보드 박스를 활용하여 제작하였다. 빛의 소스인 수소 및 수은 방전 튜브를 준비하고, 이들을 적절히 고정하여 빛이 분광기를 통과하도록 하였다. 수소 방전 튜브의 경우, 낮은 온도에서 수소 원자가 방전되면서 특정 파장의 선을 형성하고, 수은 방전 튜브는 여러 색의 선을 만들어내어 원자 구조에 따른 에너지 준위의 차이를 보여준다. 실험을 통해 보인 수소의 스펙트럼은 붉은색, 파란색, 초록색 선으로 구성되어 있었고, 이는 수소 원자가 특정 에너지를 흡수 또는 방출함에 의해 나타나는 고유한 스펙트럼임을 시사한다. 반면 수은의 스펙트럼은 다양한 색의 선들이 밀집하여 나타났고, 이러…