일반화학실험 원소스펙트럼
- 최초 등록일
- 2008.05.18
- 최종 저작일
- 2008.05
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소개글
원소 스펙트럼에 관한 일반화학실험 보고서 입니다.
목차
Ⅰ. 실험 제목
Ⅱ. 실험 목적
Ⅱ. 이론적 배경
Ⅲ. 실험 장비 및 시약
Ⅳ. 실험방법
Ⅴ. 실험결과
Ⅵ. 실험결론 및 해석
Ⅶ. 참고자료
본문내용
Ⅰ. 실험 제목 : 원소 스펙트럼
실험 날짜 : 2008년 5월 1일
Ⅱ. 실험 목적 : 원소의 선스펙트럼에서 원자의 전자 상태의 양자화와 분광학의 원리를 배운다.
Ⅱ. 이론적 배경 :
1) 선스펙트럼
선스펙트럼은 기본적으로 파장에 따라 빛이 나뉘어지는 성질을 기반으로 한다. 일반적으로, 빛의 굴절과 회절의 성질을 사용하여 스펙트럼을 관찰 할 수 있다. 빛의 굴절률을 이용하는 경우, 프리즘을 이용하여 파장별로 빛을 분리하는 경우를 말한다.
이번 실험에서는 빛의 회절을 사용하였는데, 가는 슬릿으로 작용하는 CD나 Grating 지의 회절-간섭 효과를 이용하여, 들뜬 원소에서 방출되는 빛의 구성 성분을 분해해 볼 수 있다. 그 원리는 아래와 같다.
※ 회절 격자
빛이 회절 격자에 입광하게 되면, 파장과 슬릿 간격, 두 변인에 의해 빛의 분광 각도에 차이가 생기게 된다. 이 때, 각각의 슬릿에 의해 회절된 빛은, 그 각도에 의존하여 경로차를 보이며 간섭현상을 일어나게 된다. 이 때의 경로차는 아래와 같다.
nλ = d․sinθ
(d=격자 간격, n= 자연수, θ=diffraction angle, λ= wave length)
식에서 볼 수 있듯이 sinθ는 λ/d에 비례하기 때문에 여러 파장이 섞인 빛을 파장에 따라 분광시켜 관찰할 수 있다.
굴절과 회절 두 경우 모두 빛을 파장에 따라 분류하는 것인데 빛에 있어서 파장이란, 에너지의 함수로 나타나기 때문에, 원소마다의 특이한 선 스펙트럼은 바로 특이적 에너지 전이 상태를 말한다고 볼 수 있다.
2) 원소 스펙트럼의 원리
금속을 가열하면 기체화 시켜 에너지를 주게 되면, 원자의 바닥상태에 있던 전자들이 들뜬 상태로 전이된다. 그러나 들뜬 상태의 원자는 불안정한 상태로 지속적이지 못해 다시 바닥상태로 되돌아 오려한다. 그 과정에서 전자는 떨어지는 에너지 준위에 따라서, 특정 크기의 에너지를 지닌 빛을 방출하게 되고, 이 빛은 에너지에 따라 각각의 파장을 가진 상태로 관찰된다. 원자에 따라서 빛을 방출하는 에너지 전이의 종류는 모두 달라, 스펙트럼을 관찰하면, 그 원소를 알 수 있다.
참고 자료
- Principle of Modern Chemistry, Oxtoby, 5th edition
- University Chemistry, Siska, 1th edition
- 화학II, 이영만, 김득호, 6th edition