<원자 스펙트럼 실험 보고서>
202462022 장성하
1. 실험결과
Part 1. λ가 알려진 수은 스펙트럼을 이용하여 격자 간격을 계산해보자
- Yellow Mercury Line (λ = 578nm)
관측자
y (m)
xleft
x𝑟𝑖𝑔ℎ𝑡
1
0.5460
0.335
0.760
2
0.5490
0.335
0.765
평균값
0.5475
0.335
0.7625
sinθ
d (nm)
0.3638
1.5888 × 103
- Green Mercury Line (λ = 546nm)
관측자
y (m)
xleft
x𝑟𝑖𝑔ℎ𝑡
1
0.5460
0.350
0.750
2
0.5490
0.355
0.750
평균값
0.5475
0.3525
0.750
sinθ
d (nm)
0.3412
1.6002 × 103
- Violet Mercury Line (λ = 436nm)
관측자
y (m)
xleft
x𝑟𝑖𝑔ℎ𝑡
1
0.5460
0.390
0.705
2
0.5490
0.400
0.712
평균값
0.5475
0.395
0.7085
sinθ
d (nm)
0.2752
1.5843 × 103
Average value of d = 1.5911 × 103 nm
Part 2. 수소의 선 스펙트럼의 파장을 측정해 보자.
- First hydrogen Line (Red, λ= 656.3nm)
관측자
y (m)
xleft
x𝑟𝑖𝑔ℎ𝑡
1
0.550
0.300
0.810
2
0.546
0.306
0.808
평균값
0.548
0.303
0.809
sinθ
𝜆𝑐𝑎𝑙𝑐 (nm)
0.4192
666.99
λ의 상대오차: 1.63%
- Second hydrogen Line (Aqua, λ= 486.1nm)
관측자
y (m)
xleft
x𝑟𝑖𝑔ℎ𝑡
1
0.550
0.346
0.776
2
0.546
0.338
0.781
평균값
0.548
0.342
0.7785
sinθ
𝜆𝑐𝑎𝑙𝑐 (nm)
0.3696
588.07
λ의 상대오차: 20.98%
- Third hydrogen Line (Blue, λ= 434.1nm)
관측자
y (m)
xleft
x𝑟𝑖𝑔ℎ𝑡
1
0.550
0.390
0.737
2
0.546
0.396
0.735
평균값
0.548
0.393
0.736
sinθ
𝜆𝑐𝑎𝑙𝑐 (nm)
0.2995
476.53
λ의 상대오차: 9.77%
2. 결과 분석
본 실험을 통해 수은과 수소의 선 스펙트럼에서 격자 간격 d를 구하고 𝜆𝑐𝑎𝑙𝑐 까지 계산하
며 에너지의 양자화에 대해 파악해 볼 수 있었다. 실험에서 사용된 회절격자의 격자 간
격은 약 1.6667 × 103 nm이다. Part 1에서 구한 격자 간격 d는 1.5911 × 103 nm로 오차
율은 약 4.56이다. 오차가 발생한 이유를 분석하자면 먼저 육안으로 x의 값을 측정하여
정확도가 떨어졌고, 자로 잴 수 있는 길이가 1mm이여서 세밀한 측정을 할 수 없다는
점, clamp로 자를 지지하면서 수평이 맞지 않았던 부분에서 오차가 생겼을 것으로 추측
할 수 있다. Part 2에서 계산한 𝜆𝑐𝑎𝑙𝑐 과 이론값을 통해 오차원인에 대해 확인해 볼 수 있
었다. Part 1과 같이 자의 수평이 맞지 않고 육안으로 측정으로 인한 오차가 존재하며 실
험실의 온전하지 못한 환경으로 인해 형광등이나 다른 빛에 의해 생긴 간섭이 존재할 것
으로 예상된다.