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아주대)현대물리학실험 atomic spectra 예비 보고서2025.01.291. 회절격자 분광 광도계 회절격자 분광 광도계를 이용하여 수소, 헬륨, 수은 램프에서 나오는 빛이 형성하는 불연속적인 선 스펙트럼을 관찰하고, 운자 스펙트럼 띠무늬 사이의 간격과 상대 광도를 측정한다. 헬륨의 스펙트럼을 통해 얻은 회절격자의 선 간격을 대입하여 다른 원자 스펙트럼의 상대광도 대 파장 그래프를 얻는다. 각각의 스펙트럼의 파장과 일반적으로 인정된 값을 비교하여 수소의 경우 각각의 선에 대응하는 전자 궤도 전이를 확인한다. 2. 스펙트럼 스펙트럼은 빛을 프리즘과 같은 도구로 분해해서 살펴보는 것을 말한다. 종류로는 연속...2025.01.29
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불꽃 실험을 통한 금속 이온의 특성 확인2025.01.021. 보어의 원자 모형 보어의 원자 모형에 따르면 원자 내에는 전자가 안정적으로 회전할 수 있는 궤도가 있으며, 전자가 궤도 간 이동할 때 에너지를 흡수 또는 방출한다. 이러한 에너지 변화로 인해 원자 스펙트럼이 나타나게 된다. 2. 불꽃 반응 불꽃 반응은 물질이 불꽃 속에서 고유한 색을 나타내는 현상으로, 이는 원자가 들뜬 상태에서 바닥 상태로 돌아올 때 방출되는 에너지가 가시광선 영역의 빛이 되기 때문이다. 각 원소의 불꽃 반응색은 고유하므로 이를 이용해 물질을 식별할 수 있다. 3. 불꽃 실험 결과 분석 이번 실험에서는 10가...2025.01.02
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원소의 배열과 X선 스펙트럼2025.01.241. 원소의 배열 각 양자상태의 파동함수는 각 상태에 대응되는 수소 원자가 갖는 양자상태의 파동함수와 같지 않음. 다전자 원자에서 주어진 전자의 퍼텐셜 에너지가 원자핵의 전하와 원자핵으로부터의 전자의 위치 뿐만 아니라 모든 전자의 전하와 위치들도 고려해서 정해지기 때문. 원자 내의 전자들에 양자상태를 부여할 때 Pauli 배타원리, 훈트의 규칙, 쌓음의 원리가 적용됨. 양자수 (n)이 같으면 하나의 껍질을 이룸. 2. X선 스펙트럼 고에너지 전자가 구리나 텅스텐과 같은 고체 표적물과 충돌하면서 에너지를 잃어 연속적인 X선 스펙트럼을...2025.01.24
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아주대)현대물리학실험 atomic spectra 결과 보고서2025.01.291. 헬륨 스펙트럼 실험 1에서는 헬륨 스펙트럼을 측정하여 세기-각도 그래프를 얻었다. 그래프에서 관찰된 세 가지 색(파랑, 초록, 주황)의 central maximum과 첫 번째 피크 사이의 각을 계산하여 회절격자의 간격 d를 구했다. 이를 통해 각 색상의 파장 값을 계산하고 이론값과 비교하여 오차율을 확인했다. 실험 결과가 합리적이었음을 확인할 수 있었다. 1. 헬륨 스펙트럼 헬륨 스펙트럼은 헬륨 원자의 전자 전이에 의해 발생하는 고유한 빛의 패턴입니다. 이 스펙트럼은 헬륨 원자의 전자 구조와 에너지 준위를 이해하는 데 매우 중...2025.01.29
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수소의 발견과 이해 결과보고서2025.05.071. 수소의 발견 실험을 통해 물의 전기분해 과정에서 수소 기체가 발생하는 것을 확인하고, 수소의 폭발성을 확인하였다. 수소 기체와 산소 기체의 발생 비율이 2:1인 것을 관찰하였다. 2. 금속의 몰질량 결정 금속을 염산 용액과 반응시켜 발생한 수소 기체의 부피를 측정하여 금속의 몰질량을 계산하였다. 실험 결과 Zn, Al, Mg의 몰질량 오차율이 각각 5.29%, 2.11%, 3.09%로 상당히 정확하게 계산되었다. 3. 수소의 선 스펙트럼 수소 방전관과 간이 분광기를 이용하여 수소의 선 스펙트럼을 관찰하였다. 수소 원자의 전자가...2025.05.07
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현대 물리학에 따른 수소 모형2025.01.231. 갇힌 전자의 에너지 물리학자들은 오랜 세월 동안 원자에 관해 고민해왔지만, 20세기 초까지는 원자 내부에 있는 전자의 배치, 운동 그리고 원자가 빛을 방출하고 흡수하는 원리에 대해 알지 못했다. 양자물리의 출현으로 전자, 양성자 등 모든 움직이는 입자들이 슈뢰딩거 방정식을 만족하는 물질파로 기술될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 양 끝이 고정된 줄에 의해 만들어진 정지파는 띄엄띄엄 떨어진 진동수 값만을 갖게 되며, 이는 자유전자의 물질파에도 적용된다. 파동을 가두면 띄엄띄엄한 에너지를 갖는 상태가 되는데, 이를 양자화라고 한다. 2...2025.01.23
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보어의 수소모형과 에너지 상태2025.01.231. 갇힌 전자의 에너지 무한히 길게 당겨진 줄로 임의의 진동수로 진행하는 파동을 만들 수 있습니다. 양 끝이 고정된 줄에 의해 만들어진 파동을 정지파라고 하며, 이 경우 정지파는 띄엄띄엄 떨어진 진동수 값만을 갖게 됩니다. 즉, 각 상태는 정확하게 양자화된 진동수 값만을 갖게 됩니다. 자유전자를 물질파로 생각할 경우, 자유전자의 물질파는 무한히 길게 당겨진 줄에 생기는 파동과 같으며 각각의 자유전자는 적절한 크기의 모든 진동수와 모든 에너지를 가질 수 있습니다. 이렇게 파동을 가두었을 때 전자가 띄엄띄엄한 에너지를 갖는 상태를 양...2025.01.23
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금속 이온의 불꽃 색상과 수소 원자의 에너지 준위2025.01.041. 금속 이온의 불꽃 색상 불꽃 실험에서 관찰되는 다양한 색상은 특정 금속 이온과 결합된 물질이 타면서 나타나는 현상입니다. 예를 들어, 초록색 불꽃은 바륨(Ba²⁺) 이온에 의해, 빨간색 불꽃은 스트론튬(Sr²⁺) 이온에 의해, 오렌지색 불꽃은 칼슘(Ca²⁺) 이온에 의해 생성됩니다. 이는 각 금속 이온이 가지는 고유의 에너지 수준과 전자의 에너지 상태 변화에 따른 빛의 방출로 설명할 수 있습니다. 2. 수소 원자의 에너지 준위 수소의 방출 스펙트럼이 선 스펙트럼인 것은 수소 원자 내 전자의 에너지 상태가 양자화되어 있음을 의미...2025.01.04
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ICP(유도결합클라스마 분석법)2025.05.011. ICP(유도결합클라스마 분석법) ICP(유도결합클라스마 분석법)은 원자스펙트럼분석법의 한 종류로, 원자흡수분석법(AAS)와 원자방출분석법(ICP-AES)을 포함합니다. AAS는 바닥 상태에서 들뜬 상태로의 흡수 빛 에너지를 측정하고, ICP-AES는 들뜬 상태에서 바닥상태로의 방출 열에너지를 측정합니다. ICP 분석법의 구성 요소에는 들뜸원(플라즈마), 집광장치, 분광기, 검출기, 증폭 및 연산장치, 데이터 기록장치 등이 포함됩니다. 플라즈마는 많은 수의 원자가 이온화된 공간으로, 자기장과 상호작용하며 Axial 형태와 Rad...2025.05.01
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프랑크-헤르츠 실험2025.04.301. 프랑크-헤르츠 실험 이론 및 원리 프랑크-헤르츠 실험은 원자의 에너지 준위가 양자화 되어 있다는 직접적인 실험결과를 보여주는 것이다. 수은 기체에 전자를 충돌시켜서 수은의 에너지 상태가 양자화 되었다는 실험은 물질의 에너지가 양자화 되었다는 확고한 증거가 된 것이다. 원자의 스펙트럼 관측에 의한 것이 아니고 전자와 충돌할 때 특정한 양의 에너지를 주고받는 사실로 직접적인 증거가 되었다. 2. 프랑크-헤르츠 실험 장치 프랑크-헤르츠 실험장치는 진공관처럼 필라멘트, 음극, 그리드, 양극 등을 배치해 두고 전압을 걸어 둔 상태이다....2025.04.30
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