분광기
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
1. 개요
분광기는 빛을 파장별로 분리하여 분석하는 기기이다. 광학 분광기, 전자 분광기, 질량 분석기 등 다양한 종류가 있으며, 프리즘, 회절격자, 간섭계 등을 사용하여 빛을 분리한다. 단색화 장치는 넓은 범위의 파장을 가진 빛에서 좁은 범위의 파장을 추출하는 분광기이며, 분광기의 분해능은 서로 가까운 두 에너지 또는 파장을 얼마나 잘 구분할 수 있는지를 나타낸다.
더 읽어볼만한 페이지
- 분광기 - 질량 분석법
질량 분석법은 시료를 이온화하여 질량 대 전하 비에 따라 분리하고 검출하는 분석 기법으로, 이온원, 질량 분석기, 검출기로 구성되어 다양한 분야에서 활용된다. - 분광기 - 감마선 분광법
감마선 분광법은 방사성 핵종에서 방출되는 감마선의 에너지 스펙트럼을 분석하여 핵종을 식별하고 정량화하는 방법으로, 에너지에 민감한 방사선 검출기와 전자 장치를 사용하여 감마선의 에너지와 강도를 파악한다. - 분광학 - 에너지 준위
에너지 준위는 양자 역학적 계에서 입자가 가질 수 있는 특정 에너지 값으로, 원자 내 전자의 양자화된 에너지 상태를 나타내며 분자에서는 전자, 진동, 회전 에너지 준위가 존재하고, 에너지 준위 간 전이는 광자의 흡수 또는 방출을 수반한다. - 분광학 - 아인슈타인 계수
아인슈타인 계수는 원자의 자발 방출(A21), 유도 방출(B21), 광자 흡수(B12) 세 가지 광-물질 상호작용을 기술하는 확률 계수로서, 원자 스펙트럼선의 형태와 세기를 결정하고 분광학, 레이저 물리학에서 활용된다. - 실험 기구 - 도가니
도가니는 금속이나 기타 물질을 고온에서 가열, 용융, 정련하는 데 사용되는 용기로, 기원전 6~5천년경에 등장하여 구리 제련에 사용되었으며, 현대에는 다양한 재료와 형태로 제작되어 화학 분석, 금속 제련 등 다양한 분야에서 활용된다. - 실험 기구 - 점도계
점도계는 유체의 점도를 측정하는 장치로, 오스트왈트 점도계, 낙하구 점도계, U자관 점도계 등 다양한 종류가 있으며 측정 대상 유체의 종류와 특성에 따라 적절한 점도계를 선택하여 사용하는 것이 중요하다.
| 분광기 |
|---|
2. 분광기의 종류
분광기는 분석 대상, 측정 원리, 응용 분야 등에 따라 다양하게 분류할 수 있다. 광학 분광기, 전자 분광기, 질량 분석기 등이 있다. 광학 분광기는 빛의 파장이나 주파수에 따른 세기를 측정하여 물질의 특성을 분석하는 장치로, 프리즘이나 회절격자를 이용해 빛을 분리한다. 전자 분광기는 전자 에너지를 분석하며, 질량 분석기는 이온의 질량 대 전하 비를 측정한다.
2. 1. 광학 분광기 (Optical Spectrometer)
분광기(Optical spectrometer)는 빛의 파장 또는 주파수에 따른 세기를 측정하여 물질의 특성을 분석하는 장치이다. 서로 다른 파장의 빛은 프리즘에서의 굴절이나 회절격자에서의 회절을 통해 분리된다. 이러한 분광기는 광 분산 현상을 이용한다. 입사 광파워 측정을 위해 보정된 분광기를 분광복사계(spectroradiometer)라고 한다.[3]2. 1. 1. 분산형 분광기
광 분산 현상을 이용하는 분광기는 프리즘에서의 굴절이나 회절격자에서의 회절을 통해 서로 다른 파장의 빛을 분리한다. 자외선-가시광선 분광법이 그 예이다.[2]광원에서 나오는 빛은 연속 스펙트럼, 방출 스펙트럼(밝은 선), 또는 흡수 스펙트럼(어두운 선)으로 구성될 수 있다. 각 원소는 관찰되는 선 패턴에 고유한 스펙트럼 지문을 남기기 때문에, 스펙트럼 분석을 통해 분석 대상의 구성 성분을 알 수 있다.[2]
분산형 분광기는 다음과 같이 분류할 수 있다.
- 프리즘 분광기
- 회절격자 분광기
- 결정 분광기
'''방법이나 목적에 따른 분류'''
- 분광사진기
- 분광기
- 분광광도계
- * 자외가시근적외분광광도계
- * 분광형광광도계
- 단색화장치
- 다파장분광기
- 분광계
2. 1. 2. 간섭형 분광기
간섭계를 이용한 분광기를 간섭 분광기라고 한다.2. 1. 3. 광흡수 분광기 (Optical Absorption Spectrometer)
자외선-가시광선 분광법과 같이, 물질에 의한 빛의 흡수 현상을 이용하여 스펙트럼을 측정한다.
2. 1. 4. 광방출 분광기 (Optical Emission Spectrometer)
원자 방출 분광법(Optical emission spectrometer, OES 또는 스파크 방전 분광기라고도 함)은 금속의 화학적 조성을 매우 높은 정확도로 결정하는 데 사용된다. 고전압을 통해 표면에 스파크를 가하면 입자가 플라즈마로 기화된다. 그런 다음 입자와 이온은 서로 다른 특성 파장에서 검출기(광전 증배관)에 의해 측정되는 복사를 방출한다.[4]2. 2. 전자 분광기 (Electron Spectroscopy)
전자 분광법은 광자 에너지 대신 전자 에너지를 분석하여 물질의 특성을 파악하는 방법이다. X선 광전자 분광법이 그 예이다.[5]2. 3. 질량 분석기 (Mass Spectrometer)
질량 분석기는 시료에 존재하는 화학 물질의 종류와 양을 기체 상태의 이온의 질량 대 전하 비와 그 양을 측정하여 확인하는 분석 기기이다.[6]2. 3. 1. 비행시간 질량 분석기 (Time-of-Flight Spectrometer)
이온의 비행 시간을 측정하여 질량 대 전하 비를 결정하거나, 입자의 에너지가 알려진 경우 질량을 결정한다. 알려진 질량의 입자의 에너지 스펙트럼은 두 개의 검출기 사이의 비행 시간(그리고 따라서 속도)을 측정하여 시간분해능 질량분석기에서 측정할 수도 있다.[1]2. 3. 2. 자기 분광기 (Magnetic Spectrometer)
빠른 대전입자(전하 ''q'', 질량 ''m'')가 일정한 자기장 ''B''에 직각으로 진입하면 로렌츠 힘 때문에 반지름 ''r''의 원형 경로로 휘어진다. 입자의 운동량 ''p''는 다음과 같이 주어진다.
:
여기서 ''m''과 ''v''는 입자의 질량과 속도이다.[7] J. K. Danisz가 발명한 가장 오래되고 간단한 자기 분광기인 반원형 분광기의[8][9] 초점 원리는 왼쪽에 나와 있다. 일정한 자기장은 페이지에 수직이다. 슬릿을 통과하는 운동량 ''p''의 대전 입자는 반지름 ''r = p/qB''의 원형 경로로 휘어진다. 이 입자들은 모두 거의 같은 지점인 초점에 있는 수평선에 도달하는데, 이곳에 입자 계수기를 설치해야 한다. ''B''를 변화시킴으로써 알파 입자 분광기의 알파 입자 에너지 스펙트럼, 베타 입자 분광기의 베타 입자[10], 입자 분광기의 입자(예: 고속 이온) 또는 질량 분석기의 다양한 질량의 상대적 함량을 측정할 수 있다.
Danysz 이후로 반원형 방식보다 더 복잡한 여러 유형의 자기 분광기가 고안되었다.[10]
3. 단색화 장치 (Monochromator)
단색화 장치(Monochromator)는 넓은 범위의 파장을 갖는 빛을 공간적으로 분산시켜, 슬릿 등으로 좁은 범위의 파장만을 추출하는 분광기이다. 초기의 단색화 장치는 슬릿을 통과한 빛을 렌즈나 거울에 의해 평행광으로 만든 후, 프리즘을 통과시켜 빛을 분산시켰다. 프리즘을 통과할 때 빛은 파장에 따라 다른 각도로 굴절하기 때문에 빛을 분산시킬 수 있다. 최근의 단색화 장치는 회절격자를 사용하여, 이것을 회전시켜 슬릿의 위치에 도달하는 빛의 파장을 변화시킨다. 분산된 빛을 슬릿 등으로 구분하여 나온 빛의 강도를 검출기로 검출한다. 이러한 단색화 장치는 구스타프 키르히호프와 로베르트 분젠에 의해 발명되었다.[2]
4. 분광기의 분해능 (Resolution)
일반적으로 기기의 분해능은 서로 가까운 두 에너지(또는 파장, 주파수 또는 질량)를 얼마나 잘 구분할 수 있는지를 나타낸다. 일반적으로 기계식 슬릿을 사용하는 기기의 경우, 분해능이 높을수록 강도는 낮아진다.[11]
참조
[1]
웹사이트
Web of Science
https://www.webofsci[...]
2024-11-17
[2]
웹사이트
OpenStax, Astronomy
http://cnx.org/conte[...]
2016-10-13
[3]
서적
CIE 250:2022 Spectroradiometric Measurement of Optical Radiation Sources
https://orbit.dtu.dk[...]
CIE - International Commission on Illumination
2022
[4]
학술지
Direct coupling of liquid–liquid extraction with 3D-printed microplasma optical emission spectrometer for speciation analysis of mercury in fish oil
2022-08
[5]
서적
Smithells Metals Reference Book
2004
[6]
GoldBook
Mass spectrometer
[7]
학술지
The Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) on the international space station: Part II — Results from the first seven years
2021-02
[8]
학술지
Sur les rayons β de la famille du radium
1912
[9]
학술지
Sur les rayons β des radiums B, C, D, E
1913
[10]
서적
Alpha- Beta- and Gamma-ray Spectroscopy
North-Holland Publishing Company
1965
[11]
웹사이트
Web of Science
https://www.webofsci[...]
2024-11-17
본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.
문의하기 : help@durumis.com