분광 관측

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분광 관측을 나타내는 삼각 프리즘과 세 가지 스펙트럼 띠

빛을 파장별로 분리하는 분광과 스펙트럼의 종류, 원소별 흡수선 비교로 별의 대기 성분을 분석하는 과정을 설명합니다.

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빈의 변위 법칙을 나타내는 여러 색 곡선 아이콘 분광형을 나타내는 삼각형 아이콘과 OBAFGKM 색상 배열

분광

빛을 파장별로 분리하는 것이다.

스펙트럼

분광을 통해 얻은 빛의 파장별 분포이다.

분광기

프리즘과 같이 빛을 파장별로 분리해주는 장치이다.

배열등의 빛이 프리즘을 통과해 분광된 빛과 스펙트럼으로 나뉘는 도식

분광 관측

분광기를 사용하여 얻은 스펙트럼을 관측하는 것이다.

백열등 빛이 분광기를 거쳐 스펙트럼으로 분광 관측되는 과정

스펙트럼의 종류

스펙트럼의 종류에는 연속 스펙트럼, 흡수 스펙트럼, 방출 스펙트럼이 있다.

연속 스펙트럼

넓은 파장 범위에 걸쳐 연속적으로 나타나는 색의 띠이다.
태양이나 백열등의 빛을 분광기로 관측하면 연속 스펙트럼이 나타난다.

380~750 nm 파장에 따른 보라색에서 빨간색까지의 가시광선 스펙트럼

흡수 스펙트럼

연속 스펙트럼을 내는 빛이 온도가 낮은 기체를 통과할 때,
기체 원자가 특정 파장의 빛을 흡수하여 검은 선(흡수선)이 나타나는 스펙트럼이다.

파장별 연속 스펙트럼에 표시된 네 개의 흡수선

방출 스펙트럼

에너지를 추가로 얻은 전자가 안정해지기 위해 특정 파장의 빛을 방출하여 밝은 선(방출선)이 나타나는 스펙트럼이다.
방전관이라는 장치를 통해 기체 상태의 특정 원소에 에너지를 가하면 그 원소가 고유한 파장의 빛을 방출하며 방출 스펙트럼을 형성한다.

방출선 스펙트럼과 파장 눈금이 표시된 도식

별의 스펙트럼을 통한 별의 대기 성분 분석

원소별로 고유한 파장의 빛을 흡수 또는 방출하므로 아래 과정을 통해 별의 대기를 분석할 수 있다.

1.1. 분광기를 통해 별의 스펙트럼을 얻는다.
2.2. 스펙트럼에 나타난 흡수선을 원소별 방출 스펙트럼과 비교한다.
3.3. 어느 원소의 방출 스펙트럼과 동일한 파장의 빛이 흡수선으로 나타났다면, 해당 원소가 별의 대기에 있다고 할 수 있다.

적용 문항

1번 문항


수소 기체 방전관과 분광기를 이용한 선 스펙트럼 관찰 문제

2번 문항


별 S, 수소, 헬륨의 파장별 스펙트럼과 보기